TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2021133835
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210913
出願番号2020032149
出願日20200227
発明の名称飛行体
出願人本田技研工業株式会社
代理人特許業務法人大塚国際特許事務所,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B64D 37/06 20060101AFI20210816BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】飛行体の姿勢変化の影響によらず、燃料を安定して供給することが可能な電源装置を有する飛行体を提供すること。
【解決手段】発電部と、発電部の燃料を貯留する貯留部と発電部を収容する収容部とを含む中空の長尺形状を有するハウジングと、飛行体の機体の外部にハウジングを連結する連結部とを備え、飛行体の電力負荷に電力を供給する電源装置は、貯留部の内部に配置され、燃料を吸入する複数の吸入部と、貯留部の前後方向にわたって配置された複数の吸入部と接続し、当該複数の吸入部の動きに応じて変形する中空の接続部と、を備える。接続部は、複数の吸入部で吸入された燃料を発電部に供給する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
発電手段と、前記発電手段の燃料を貯留する貯留部と前記発電手段を収容する収容部とを含む中空の長尺形状を有するハウジングとを備え、電力負荷に電力を供給する電源装置を有する飛行体であって、前記電源装置は、
前記貯留部の内部に配置され、前記燃料を吸入する複数の吸入手段と、
前記貯留部の前後方向にわたって配置された前記複数の吸入手段と接続し、当該複数の吸入手段の動きに応じて変形する中空の接続手段と、を備え、
前記接続手段は、前記複数の吸入手段で吸入された前記燃料を前記発電手段に向けて供給することを特徴とする飛行体。
続きを表示(約 880 文字)【請求項2】
前記接続手段は、
前記複数の吸入手段と接続する中空の関節部材を有し、
前記関節部材を介して、前記複数の吸入手段で吸入された前記燃料を前記発電手段に向けて供給することを特徴とする請求項1に記載の飛行体。
【請求項3】
前記接続手段は、弾性特性の異なる部材として、
前記複数の吸入手段と接続する中空の可撓性部材と、
前記可撓性部材と接続する中空の関節部材と、を有し、
前記可撓性部材及び前記関節部材を介して、前記複数の吸入手段で吸入された前記燃料を前記発電手段に向けて供給することを特徴とする請求項1に記載の飛行体。
【請求項4】
前記複数の吸入手段は、それぞれ、
前記接続手段と接続する継手部と、
前記継手部の内部に形成された中空の流路に前記燃料を吸入する吸入口と、
前記吸入口を開閉する開閉弁と、
を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の飛行体。
【請求項5】
前記貯留部は当該貯留部の内部を前後方向に区画する隔壁を更に備え、
前記複数の吸入手段のぞれぞれは前記隔壁で区画された領域に配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の飛行体。
【請求項6】
前記隔壁には、前記区画された領域間で前記燃料が連通可能な連通孔が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の飛行体。
【請求項7】
前記電源装置は、前記貯留部の前後方向に対して交差する方向に配置された複数の吸入手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の飛行体。
【請求項8】
前記電源装置は、前記複数の吸入手段の継手部と前記接続手段の内径部との間に設けられた回動支持手段を更に有し、
前記回動支持手段は、前記ハウジングの前後方向に沿った軸回りに、前記複数の吸入手段の回動を支持することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の飛行体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電気推進式の飛行体に関する。
続きを表示(約 6,500 文字)【背景技術】
【0002】
モータ等の電動の駆動源を備えた電気推進式の飛行体が提案されている。例えば、特許文献1には、バッテリの電力により駆動されるモータを有する電気推進式のヘリコプタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
米国特許第9248908号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1のように、バッテリ等の電源装置を飛行体の機体内に配設する構成では、その配設スペースを確保するために、キャビンスペース等、機体内の他のスペースの設計自由度が低下する。
【0005】
機体内のスペースを確保するため、飛行体の機体の外部に燃料タンクや電源装置を収容する長尺形状のハウジングに設けた場合、飛行体の姿勢変化の影響により燃料タンクから燃料を吸入しにくくなる場合が生じ、電源装置に燃料を安定して供給することができない場合が生じ得る。
【0006】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、飛行体の姿勢変化の影響によらず、燃料を安定して供給することが可能な電源装置を有する飛行体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る飛行体によれば、発電手段と、前記発電手段の燃料を貯留する貯留部と前記発電手段を収容する収容部とを含む中空の長尺形状を有するハウジングとを備え、電力負荷に電力を供給する電源装置を有する飛行体であって、前記電源装置は、
前記貯留部の内部に配置され、前記燃料を吸入する複数の吸入手段と、
前記貯留部の前後方向にわたって配置された前記複数の吸入手段と接続し、当該複数の吸入手段の動きに応じて変形する中空の接続手段と、を備え、
前記接続手段は、前記複数の吸入手段で吸入された前記燃料を前記発電手段に向けて供給する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、燃料を安定して供給することが可能な電源装置を有する飛行体を提供することができる。また、エア噛みの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の実施形態に係る電源装置を有する飛行体の模式図。
図1の電源装置の内部構造を説明する図。
第1実施形態の燃料吸入装置の構成を示す図。
図2の隔壁の構造を例示する図。
燃料吸入装置が燃料タンク内に配置された状態を示す図。
第3実施形態の燃料吸入装置の構成を示す図。
第3実施形態の燃料吸入装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1は、本発明の一実施形態に係る電源装置1を備えた飛行体100の模式図である。図中、矢印X、Y、Zは飛行体100の前後方向、幅方向(左右方向)、上下方向を示す。本実施形態の飛行体100は、モータ105、106を駆動源とした電気推進式の飛行体であり、特にヘリコプタである。
【0011】
飛行体100は、機体101と、機体101の上部に設けられたメインロータ102と、機体101の後部に設けられたテールロータ103と、スキッド104とを含む。モータ105はメインロータ102を回転させる駆動源であり、モータ106はテールロータ103を回転させる駆動源である。モータ105、106は、電源装置1から供給される電力によって、制御装置107によって駆動が制御される。
【0012】
電源装置1は、飛行体100の主電源として機能し、モータ105、106の駆動電力の他、飛行体100の各電気負荷に電力を供給する。
【0013】
電源装置1は、その外壁を形成するハウジング2と、ハウジング2と機体101とを連結する複数の連結部3とを備える。ハウジング2は、機体101の外部に配置され、本実施形態の場合、連結部3を介してY方向中央部において機体101の底壁に吊り下げられて支持されている。ハウジング2を機体101の外部に配置することで、電源装置1が機体101の内部空間を専有することを回避することができ、キャビンの拡大や他の構成部品のレイアウト性の向上、或いは、電源装置1のメンテナンス性の向上に寄与する。
【0014】
次に、電源装置1について、図2を参照しながら説明する。図2は電源装置1の断面図を示している。電源装置1は、その外壁を形成する中空のハウジング2と、ハウジング2と機体101とを連結する複数の連結部3とを備える。
【0015】
ハウジング2は、X方向に長い外形(即ち、X方向に細長いポット型の外形)を有している。そのため、本実施形態で規定されるX方向は、換言すると、ハウジング2の長手方向と言うことができる。機体101の外部に配置されるハウジング2がこのような外形を有することにより、飛行体100の前進飛行中の空気抵抗を低減することができる。本実施形態のハウジング2は、その胴体部分が略円柱形状を有しているため、横風の影響をより小さくすることができる。また、ハウジング2の先端部は、前側に向かって縮径するテーパ形状を有する。本実施形態では、ハウジング2の先端部が半球形状に構成されているが、三角錐形状であってもよい。このように先端部をテーパ形状に構成することにより、飛行体100の前進飛行中の空気抵抗をさらに低減することができる。
【0016】
連結部3は、飛行体100の前後方向に離間してハウジング2に複数設けられ、ハウジング2と機体101とを連結する。本実施形態のハウジング2は、後述する収容部21に1つ、燃料タンク22に1つの計2つの連結部3を備え、機体101から離間して複数(例えば、2つ)の連結部3によって連結されている。連結部3は、電源装置1(ハウジング2)と機体101とを着脱自在に連結するものであり、その構造としては、ボルトとネジ穴による締結構造であってもよいし、フックと穴による係合構造であってもよい。電源装置1(ハウジング2)が機体101に対して着脱自在であることにより、電源装置1の交換の容易性や、メンテナンス性を向上させることができる。
【0017】
[ハウジングの内部構造]
次に、ハウジング2の内部構造について説明する。本実施形態のハウジングは、発電ユニットを収容する収容部21と、発電ユニットの燃料を貯留する貯留部としての燃料タンク22とを含む。燃料タンク22に貯留される燃料としては、例えば、メタノールやガソリン等が用いられうる。収容部21および燃料タンク22は、飛行体100の前後方向(長尺方向:X方向)に沿って配列されるとともに、連結部によって分離可能に接続されている。本実施形態では、燃料タンク22が飛行体100の前方側に、収容部21が飛行体100の後方側になるように配置される。
【0018】
収容部21に収容された発電ユニットは、発電機4とガスタービンエンジン5とを備える。発電機4は、ガスタービンエンジン5の出力により発電する。本実施形態の場合、発電機4およびガスタービンエンジン5は共通の回転軸6上に設けられ、ガスタービンエンジン5が回転軸6を回転駆動することで、発電機4が発電することができる。このような構成により、発電機4およびガスタービンエンジン5をスペース的に無駄なく配置し、コンパクト化を図ることができる。
【0019】
ガスタービンエンジン5は、インペラ51とデフューザ52とを含む圧縮機を備える。インペラ51は回転軸6に取り付けられており、空気取入口7から取り入れられた空気が、インペラ51の回転によりデフューザ52を介して圧縮されながら圧縮室53に送出される。圧縮室53内に保持された圧縮空気は、燃焼室54の周壁に設けられた開口部54aやその他の開口部から燃焼室54内に取り込まれる。燃焼室54には、燃料噴射ノズル55が設けられており、燃料ポンプ8(供給部)により配管28を介して燃料タンク22から取り込まれた燃料が、燃料噴射ノズル55により燃焼室54内に噴射(供給)される。始動時には、不図示の点火装置により燃焼室54内の混合気が点火され、その後、燃焼室54内で混合気の燃焼が継続的に発生する。
【0020】
燃焼室54内で高温高圧となった燃焼ガスは、タービンノズル56から筒状の排気管57へ噴出され、回転軸6に取り付けられたタービン58を回転させるとともに、電源装置1の後部に設けられた排気口9から後方へ排出される。回転軸6には、インペラ51と、タービン58と、後述する発電機4のロータ41(永久磁石等)とが設けられており、タービン58の回転により、インペラ51およびロータ41を一体的に回転させることができる。なお、本実施形態の場合、ガスタービンエンジン5は、専ら発電機4の駆動を目的としたものであり、排気流を飛行体100の推進力に積極的に利用することは想定されていないが、補助的な推進力として利用する態様であってもよい。
【0021】
発電機4は、回転軸6に取り付けられた永久磁石等のロータ41と、ロータ41の周囲に配設されたコイル等のステータ42とを含む。ガスタービンエンジン5により回転軸6が回転し、それに伴って、回転軸6に取り付けられたロータ41が回転することにより、ステータ42で発電することができる。また、ステータ42の周囲には、ステータ42を冷却するためのフィン43が、回転軸6の周方向に複数設けられている。複数のフィン43は、空気取入口7から取り入れられた空気が導風される空間に配置されており、当該空気が複数のフィン43間を通ることにより、複数のフィン43が冷却され、それに伴ってステータ42を冷却することができる。
【0022】
制御ユニット10は、発電機4の発電を制御する回路、および、ガスタービンエンジン5の駆動を制御する回路を含む。制御ユニット10の起動時の電源として、バッテリ等の補助電源が設けられてもよく、補助電源は、ハウジング2内に設けられてもよいし、機体101内に設けられてもよい。発電機4で発電された電力は、不図示のケーブルを介して機体101の電力負荷(モータ105、106等)に供給される。ケーブルは、連結部3の内部を通る構成であってもよい。また、電源装置1の制御ユニット10は、機体101の制御装置107と通信可能であってもよく、制御装置107の指令に応じて発電制御を行うように構成されてもよい。
【0023】
上述したように電源装置1を機体101の外部に配置することにより、飛行体100の機体101の設計自由度を向上させることができる。例えば、機体101内のキャビンスペースをより広く確保し、乗員の快適性を向上させることができる。また、電源装置1の稼働による騒音や振動が、電源装置1を機体101内に設けた場合よりも低減され、静粛性を向上させることができる。また、電源装置1を機体101内に設けた場合よりも、電源装置1の内部にアクセスしやすく、そのメンテナンスも容易化し、設備負担を軽減することができる。機体101とは別に電源装置1の単独での開発が可能であり、量産前の各種認定試験や型式認定も容易になり、早期の量産化が可能になる。さらに、電源装置1は、飛行体100の前後方向に長い形状、即ち、正面投影面積が小さい低空気抵抗形状を有しているため、電源装置1を機体101の外部に配置した構成であっても、飛行体100の燃費性能を大きく低下させることはない。電源装置1のガスタービンエンジン5は、飛行体100の推進力発生を目的としていないため、連結部3の剛性は低くてもよく、その構造は比較的簡素なもので足りる。
【0024】
[燃料吸入装置300の構成]
次に、燃料吸入装置300について、図2及び図3を参照しながら説明する。図2に示すように燃料タンク22内には燃料吸入装置300が前後方向(長尺方向:X方向)に沿って配置されている。
【0025】
燃料吸入装置300は、燃料タンク22(貯留部)の内部に配置され、燃料を吸入する吸入ユニット310と、燃料タンク22(貯留部)の前後方向(長尺方向)にわたって配置された複数の吸入ユニット310と接続し、複数の吸入ユニット310の動きに応じて変形することが可能な中空の接続部320(管状接続部)と、を備える。複数の吸入ユニット310で吸入された燃料は燃料ポンプ8の吸引力により接続部320内に吸引され、接続部320は、複数の吸入ユニット310で吸入された燃料を発電機4に向けて供給する(以下、「燃料を発電機4に供給する」とも記載する)。
【0026】
(接続部320の構成)
ここで、接続部320は、複数の吸入ユニット310により吸入された燃料を燃料ポンプ8に向けて流すことが可能な中空の管状部材として構成される。接続部320は、飛行体100の姿勢変化により複数の吸入ユニット310が自重により動くと吸入ユニット310の動きに応じて変形が可能な弾性特性を有する。吸入ユニット310が自重により燃料が溜まっている方向に向かって動くと、接続部320は弾性特性(弾性変形)により吸入ユニットの動きに追従して動く。接続部320の弾性特性(弾性変形)により、吸入ユニット310は、飛行体100の飛行姿勢に応じて、燃料タンク22内において燃料が溜まっている方向(鉛直下向きの方向)に向きを変えることができる。
【0027】
図2及び図3に示すように、接続部320は、弾性特性の異なる部材として、吸入ユニット310と接続する中空の可撓性部材330と、可撓性部材330と接続する中空の関節部材340とを有しており、可撓性部材330及び関節部材340を介して、吸入ユニット310により吸入された燃料を発電機4に燃料を供給する。
【0028】
図3に示すように、可撓性部材330の端部の内径部は、継手部311の外径部に挿入(嵌合)された状態で、止め輪などの係合部材350の押圧力によりに継手部311と係合する。可撓性部材330の他端部の外径部は、関節部材340の内径部に挿入(嵌合)された状態で、止め輪などの係合部材360の押圧力によりに関節部材340と係合する。
【0029】
係合部材350の押圧力によりに、吸入ユニット310の継手部311及び接続部320(可撓性部材330)は、X方向の相対的な移動が抑制された係合状態になる。また、係合部材360の押圧力によりに、可撓性部材330及び関節部材340は、X方向の相対的な移動が抑制された係合状態になる。
【0030】
可撓性部材330及び関節部材340は弾性変形の特性(例えば、弾性係数)が異なる部材である。例えば、可撓性部材330の弾性係数E1に比べて大きい弾性係数E2の部材により関節部材340を構成することが可能である。弾性係数の大小関係はこの逆の関係であってもよい。異なる弾性特性を有する複数の部材、例えば、可撓性部材330及び関節部材340を組み合わせ、直列的に接続することにより、弾性変形の自由度を高めることができ、飛行体100の姿勢変化に基づいて生じる吸入ユニット310の動きに対応した追従性を高めることが可能になる。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車体
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車体
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車体
本田技研工業株式会社
車体
本田技研工業株式会社
車体
本田技研工業株式会社
車体
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車体
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
車両
本田技研工業株式会社
芝刈機
本田技研工業株式会社
加振機
本田技研工業株式会社
飛行体
本田技研工業株式会社
飛行体
本田技研工業株式会社
ボルト
本田技研工業株式会社
乗り物
本田技研工業株式会社
作業機
本田技研工業株式会社
出力計
続きを見る