特許ウォッチ

公開番号2024166309
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-28
出願番号2024156552,2023201671
出願日2024-09-10,2017-09-27
発明の名称飛行装置
出願人株式会社石川エナジーリサーチ
代理人個人,個人,個人
主分類B64U 50/11 20230101AFI20241121BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】ペイロードおよび連続飛行時間を大きく確保すると共に、飛行時に於ける位置姿勢の調整を正確に行うことができる自立型飛行装置を提供する。
【解決手段】本発明の自立型飛行装置10は、主推力を与えるメインロータ14A等と、姿勢制御を行うサブロータ15A等と、メインロータ14A等およびサブロータ15A等が回転するためのエネルギを発生するエンジン30と、サブロータ15A等の回転を制御する演算制御装置31と、を具備する。また、メインロータ14A等は、エンジン30と駆動的に接続されることで回転する一方、サブロータ15A等は、エンジン30により運転される発電機16A等から発生する電力により駆動するモータにより回転する。更に、演算制御装置31は、機体を傾斜させる姿勢制御を行う際には、ホバリングを行う際よりも、サブロータ15Aの出力配分比を大きくする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主推力を発生させるメインロータと、前記メインロータを機械的に駆動するエンジンと、動力伝達手段と、モータと、サブロータと、本体部と、を具備し、
前記エンジンは、前記本体部に配設され、
前記メインロータは、前記エンジンよりも幅方向外側に配設されると共に、前記動力伝達手段を経由して、前記エンジンから前記メインロータに駆動力が伝達され、
前記サブロータは、直下に配設された前記モータの駆動力により回転することを特徴とする飛行装置。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記動力伝達手段は、ベルトであることを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。
【請求項３】
前記メインロータは、第１メインロータと、第２メインロータと、を有し、
前記エンジンは、第１エンジン部と、第２エンジン部と、を有し、
前記動力伝達手段は、第１動力伝達手段と、第２動力伝達手段と、を有し、
前記第１動力伝達手段を経由して、前記第１エンジン部から前記第１メインロータに駆動力が伝達され、
前記第２動力伝達手段を経由して、前記第２エンジン部から前記第２メインロータに駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。
【請求項４】
前記第１エンジン部と、前記第２エンジン部とは、対向配置されることを特徴とする請求項３に記載の飛行装置。
【請求項５】
前記第１メインロータおよび前記第２メインロータは、一方が左方側に配置され、他方が右方側に配置され、
前記第１エンジン部および前記第２エンジン部は、一方が左方側に配置され、他方が右方側に配置されることを特徴とする請求項３に記載の飛行装置。
【請求項６】
前記メインロータは、第１メインロータと、第２メインロータと、を有し、
前記サブロータは、第１サブロータと、第２サブロータと、第３サブロータと、第４サブロータと、を有し、
前記第１メインロータは、前記本体部の左方側に配設され、
前記第２メインロータは、前記本体部の右方側に配設され、
前記第１サブロータおよび前記第２サブロータは、前記本体部の前方側に配設され、
前記第３サブロータおよび前記第４サブロータは、前記本体部の後方側に配設されることを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。
【請求項７】
前記飛行装置を傾斜させる際、
前記第１メインロータおよび前記第１メインロータの回転速度は変化させず、
前記第１サブロータ、前記第２サブロータ、前記第３サブロータおよび前記第４サブロータの回転速度は変化させることを特徴とする請求項６に記載の飛行装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン搭載自立型飛行装置に関し、特に、エンジンにより駆動的にメインロータを駆動し、エンジンにより駆動される発電機から得られる電力でサブロータを回転させる所謂ハイブリット型のエンジン搭載自立型飛行装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、無人で空中を飛行することが可能な自立型飛行装置が知られている。このような自立型飛行装置は、垂直軸回りに回転するロータの推力で、空中を飛行することを可能としている。
【０００３】
かかる自立型飛行装置の適用分野としては、例えば、輸送分野、測量分野および撮影分野等が考えられる。このような分野に自立型飛行装置を適用する場合は、測量機器や撮影機器を飛行装置に備え付ける。飛行装置をかかる分野に適用させることで、人が立ち入れない地域に飛行装置を飛行させ、そのような地域の輸送、撮影および測量を行うことができる。かかる自立型飛行装置に関する発明は、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００４】
一般的な自立型飛行装置では、飛行装置に搭載された蓄電池から供給される電力で上記したロータは回転する。しかしながら、蓄電池による電力の供給ではエネルギの供給量が必ずしも十分ではないため、長時間に渡る連続飛行を実現するために、エンジンを搭載した自立型飛行装置も出現している。このような自立型飛行装置では、エンジンの駆動力で発電機を回転させ、かかる発電機で発電された電力でロータを回転駆動している。かかる構成の自立型飛行装置は、動力源からロータにエネルギが供給される経路に、エンジンと発電機とが直列的に接続されることから、シリーズ型ドローンとも称される。このような自立型飛行装置を用いて撮影や測量を行うことで、広範囲な撮影や測量を行うことができる。エンジンが搭載された飛行装置は、例えば特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－５１５４５号公報
特開２０１４－２４０２４２号公報
特開２０１１－２５１６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自立型飛行装置の用途が拡大しつつなる現状に鑑みると、自立型飛行装置には、搭載することができる荷物の重量を大きくすること、即ちペイロードを大きくすることが求められる。更には、自立型飛行装置には、長距離を飛行するために長時間にわたり連続して飛行することも求められる。
【０００７】
しかしながら、ロータの駆動エネルギ源として蓄電池のみを有するバッテリ駆動の自立型飛行装置では、バッテリから得られるエネルギがそれほど大きくないことから、ペイロードおよび連続飛行時間が小さいという課題があった。例えば、バッテリ駆動の自立型飛行装置のペイロードは１０ｋｇ程度であり、その連続飛行時間は２０分程度である。
【０００８】
また、エンジンで発電した電力を用いてロータを回転させるシリーズ型の自立型飛行装置では、駆動源がエンジンであるため、ペイロードを比較的大きくすることができ、更に、連続飛行時間を比較的長くすることができる。例えば、シリーズ型の自立型飛行装置のペイロードは２０ｋｇ程度であり、その連続飛行時間は１時間程度である。しかしながら、シリーズ型の自立型飛行装置では、ロータに伝達させるエネルギは、エンジン、発電機、パワーコンディショナーおよびモータを経由しているので、発電機とパワーコンディショナーの効率に応じてエネルギ損失が生じる。よって、シリーズ型の自立型飛行装置は、全体としてのエネルギ効率が高くなく、ペイロードを大きくすることが簡単でない課題を有していた。
【０００９】
更に、エンジン駆動のロータと、モータ駆動のロータとを備える自立型飛行装置のハイブリット型の自立型飛行装置も開発されているが、運転効率を高めつつ、自立型飛行装置１０の姿勢変更等を安定的に行うことは簡単ではなかった。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ペイロードおよび連続飛行時間を大きく確保すると共に、飛行時に於ける位置姿勢の調整を正確に行うことができる自立型飛行装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許