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公開番号2025174525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024080945
出願日2024-05-17
発明の名称マルチコプター
出願人株式会社TKKワークス,公益財団法人鉄道総合技術研究所
代理人個人
主分類B64U 10/13 20230101AFI20251120BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】吸い付き効果の発生を十分に防止又は解消することができ、かつプロペラの設計の自由度が高いマルチコプターを提供する。
【解決手段】上記課題解決のため、マルチコプター1は、複数のプロペラ2を備え、その一端が複数のプロペラ2より低い位置に配置され、その他端が複数のプロペラ2以上に高い位置に配置された通気管4を備えた、ことを特徴とする。通気管4を介してプロペラ2の下方の空気をプロペラ2上方に供給するため、プロペラ2に形成された貫通孔を介してプロペラ2上方に空気を供給していた従来技術に比較して、プロペラ2のサイズや位置に制限を受けずに、通気管4の径や位置を適宜調整することができ、天井とプロペラ2との間の吸い付き効果を防止や解消するのに十分な量の空気を供給することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のプロペラを備えたマルチコプターであって、
その一端が前記複数のプロペラより低い位置に配置され、その他端が前記複数のプロペラ以上に高い位置に配置された通気管を備えた、ことを特徴とするマルチコプター。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複数のプロペラが取り付けられた本体部と、この本体部の上部に取り付けられた、検査対象物を検査する検査装置と、を更に備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコプター。
【請求項３】
前記複数のプロペラが周囲に取り付けられた本体部を更に備え、
前記複数のプロペラにおいて、隣接する二つのプロペラの間の位置、又は前記複数のプロペラの間の位置に、前記通気管の前記他端側が配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコプター。
【請求項４】
前記通気管の前記一端の通気口は、前記複数のプロペラにおける少なくとも一つのプロペラの下方において前記プロペラに向くように配置された、
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコプター。
【請求項５】
前記通気管は、高さ方向に伸びる第１部位と、この第１部位の下端から上方に屈曲された第２部位とを備え、この第２部位の端部に形成された通気口が前記プロペラに向く様に形成され、
前記第２部位に、貫通孔が形成されるとともに、この貫通孔を開閉自在な開閉機構が設けられた、
ことを特徴とする請求項４に記載のマルチコプター。
【請求項６】
前記通気管の前記貫通孔の形成位置よりも前記他端側の位置に、前記通気管を開閉自在な開閉バルブが設けられた、
ことを特徴とする請求項５に記載のマルチコプター。
【請求項７】
前記通気管の前記一端には、電動式ファンが取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチコプター。
【請求項８】
前記通気管の前記電動式ファンの取り付け位置よりも前記他端側の位置に、前記通気管を開閉自在な開閉バルブが設けられた、
ことを特徴とする請求項７に記載のマルチコプター。
【請求項９】
前記電動式ファンは、正方向と逆回転との間で回転方向を切り替え駆動可能である、
ことを特徴とする請求項７に記載のマルチコプター。
【請求項１０】
前記通気管は、前記複数のプロペラの個数と同数設けられ、夫々の前記通気管の前記他端側を、前記隣接する二つのプロペラの間の位置であって夫々異なる位置、又は前記複数のプロペラの間の位置に配置される、
ことを特徴とする請求項３に記載のマルチコプター。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸い付き効果の防止又は解消する機構を備えたマルチコプターに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、無人ヘリコプターが天井（上壁）に接近すると、プロペラによる推力が急激に増加する現象が発生することは知られていた。なお、以下この現象を「吸い付き効果」と記載する。図１４（Ａ）は、吸い付き効果が発生していない状態でのシングルローター型無人ヘリコプターのプロペラ付近での空気の流れを示す図である。また、図１４（Ｂ）は、吸い付き効果が発生している状態でのシングルローター型無人ヘリコプターのプロペラ付近での空気の流れを示す図である。図１５（Ａ）は、吸い付き効果が発生している状態でのマルチコプターのプロペラ付近での空気の流れを示す図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）を上方から視認した場合の空気の流れを示す図である。
【０００３】
無人ヘリコプターが天井に接近すると、天井が障害となり（マルチコプターの場合にはプロペラを支持する本体部も障害になり）、プロペラの外側部分からしかプロペラ上方へ空気が流入しなくなる。このため、プロペラ上方への空気の流路が狭くなって流速が大きくなり、天井とプロペラとの間の圧力が低くなる。これによって、プロペラの上側とプロペラの下側の圧力差が大きくなり、プロペラの推力が増大して、吸い付き効果が発生する。吸い付き効果が発生した場合には、マルチコプターが、天井の近接位置から離れるのを妨げる「付着力」が発生する。このため、天井の近接位置から下降する（離れる）ためには、吸い付き効果が発生していない状態（通常状態）での降下時よりも、プロペラを回転するパワーを下げる必要があり、降下直後にマルチコプターの姿勢等の制御が不安定になる場合があった。
【０００４】
上記のような吸い付き効果の発生を防止するために、特許文献１の飛行体（マルチコプター）では、回転翼（プロペラ）は、その回転軸に取り付けられたハブと、このハブを取り囲んでハブに連結されかつブレードが取り付けられた環状体とを備え、このハブと環状体の間に、貫通孔である圧力回復孔が形成されている。この圧力回復孔により、天井と回転翼（プロペラ）との間（負圧面側）に空気が供給され、天井とプロペラとの間と、プロペラの下側との間の圧力差が軽減される。これによって、急激な推力の上昇を抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－１０４５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１の飛行体（マルチコプター）では、回転翼（プロペラ）に形成された貫通孔である圧力回復孔によって、天井とプロペラとの間と、プロペラの下側との間の圧力差を軽減させて、吸い付き効果の発生を防止している。しかしながら、単に貫通孔を形成する構成では、貫通孔のサイズと位置がプロペラのサイズと位置に制約を受けてしまい、天井とプロペラとの間への空気の供給量と供給位置が、吸い付き効果の発生を防止したり、解消するのに不十分である場合がある。また、プロペラに貫通孔を形成するため、プロペラの形状の設計の自由度も小さくなる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、吸い付き効果の発生を十分に防止又は解消することができ、かつプロペラの設計の自由度が高いマルチコプターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係るマルチコプターは、複数のプロペラを備え、その一端が前記複数のプロペラより低い位置に配置され、その他端が前記複数のプロペラ以上に高い位置に配置された通気管を備えた、ことを特徴とする。
【０００９】
上記（１）に記載の構成によれば、プロペラの下方の空気が通気管の一端から通気管内に流入し、通気管内を通って通気管の他端からプロペラの上方に供給される。これによって、マルチコプターが天井に接近してプロペラによる推力が急激に増加する吸い付き効果が発生しても、天井とプロペラとの間と、プロペラの下側との間の圧力差が軽減される。これによって、急激な推力の上昇を抑えられる。ここで、上記（１）の構成によれば、通気管を介してプロペラの下方の空気をプロペラ上方に供給するため、プロペラに形成された貫通孔を介してプロペラ上方に空気を供給していた従来技術に比較して、プロペラのサイズに制限を受けずに、通気管の径を適宜調整することができ、天井とプロペラとの間の吸い付き効果を防止したり、解消するのに十分な量の空気を供給することが可能である。更に、通気管を採用することで、通気管の一端をプロペラの下方において空気を取り込むのに好適な位置に配置し、通気管の他端をプロペラの上方に空気を送りこむのに好適な位置に配置することができるため、更に、十分な量の空気をプロペラ上方に供給することができる。また、プロペラの形状の設計の自由度が大きくなる。
【００１０】
（２）上記マルチコプターは、前記複数のプロペラが取り付けられた本体部と、この本体部の上部に取り付けられた、検査対象物を検査する検査装置と、を更に備えていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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