JP2021079788A - 無人飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】保管等のために、無人飛行体の大きさを十分に小さくすることができる無人飛行体を提供すること。【解決手段】筐体２から延在する複数のアーム４の自由端側に配置されるモーター６の回転軸に接続されたプロペラ８の回転によって推力を得て飛行する無人飛行体１であって、筐体２に固定され、アーム４の数と同数の固定部材２０と、固定部材２０と接続されるアーム保持部材３０と、を有し、アーム４は、アーム保持部材３０に保持され、アーム保持部材３０は、固定部材２０の長さ方向と直交する断面において鉛直方向に対して所定の傾斜を有する回動軸を中心として回動可能な状態で固定部材３０に接続される。【選択図】図７

Description

本発明は、プロペラを回転させるためのモーターが配置されたアームを折り畳むことができる無人飛行体に関する。

従来、小型無人飛行体（「ドローン」とも呼ばれる。）の利用が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１７−２４４８８号公報

ドローンは、一般的に、制御装置やバッテリーを搭載した筐体に対して、複数のアームを外側に延びるように固定し、各アームの自由端側にモーターを配置し、各モーターの回転軸に接続されたプロペラの回転を制御することによって、安定した飛行を実現している。ところで、ドローンを保管、あるいは、運搬するときには、ドローンは小さい方が望ましい。ここで、上述のアームがドローンの水平方向の大きさ（平面視における大きさ）を決定する一つの要因となる。このため、アームを折り畳むことができるドローンが提案されている。しかし、従来のアームの折り畳み構造においては、アームを折り畳んでも、ドローンの大きさを十分に小さくすることはできない。

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、保管等のために、無人飛行体の大きさを十分に小さくすることができる無人飛行体を提供することを目的とする。

第一の発明は、筐体から延在する複数のアームの自由端側に配置されるモーターの回転軸に接続されたプロペラの回転によって推力を得て飛行する無人飛行体であって、前記筐体に固定され、前記アームの数と同数の固定部材と、前記固定部材と接続され、前記アームを保持するアーム保持部材と、を有し、隣り合う２つの前記アーム保持部材のうち、少なくとも一つの前記アーム保持部材は、鉛直方向に対して所定の傾斜を有する回動軸を中心として回動可能な状態で前記固定部材に接続され、前記回動軸の前記所定の傾斜は、隣り合う２つの前記アームが、互いに近づく方向であって、かつ、前記筐体に近づく方向に向かって折り畳まれるときに、互いに干渉しない角度として規定されている、無人飛行体である。

第一の発明の構成によれば、隣り合う２つのアーム保持部材のうち、少なくとも一つのアーム保持部材は、固定部材の長さ方向と直交する断面において鉛直方向に対して所定の傾斜を有する回動軸を中心として回動可能な状態で固定部材に接続されている。そして、回動軸の所定の傾斜は、折り畳み状態において、隣り合う２つのアームが互いに干渉しない角度として規定されている。このため、隣り合う２つのアームは、筐体の面の近傍、または、筐体の面に接した状態において、互いに干渉することなく折り畳むことができる。さらに、回動軸が所定の傾斜を有することにより、アームを折り畳むと、アームの表面における位置（例えば、展開時において鉛直方向における真上を向いていた位置）が当初の位置から移動する。そうすると、例えば、アームに配置されたモーターが扁平な円柱状の形状を有する場合には、アームが展開された展開状態、すなわち、飛行するときの状態において上方から視た図、すなわち、平面視の図においては円形であったのに対して、折り畳み状態においては傾斜するから、平面視におけるモーターの面積は減少する。これにより、無人飛行体の水平方向の大きさを十分に小さくすることができる。

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記回動軸の前記所定の傾斜の角度は、５度より大きく４５度より小さい範囲において規定される、無人飛行体である。

第三の発明は、第一の発明または第二の発明の構成において、前記プロペラは、折り畳み可能に構成されている、無人飛行体である。

第三の発明の構成によれば、プロペラも折り畳み可能であるから、折り畳み時における無人飛行体の水平方向の大きさをさらに十分に小さくすることができる。

第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、前記アーム保持部材は、前記アーム保持部材の長手方向における前記アームが接続される側とは反対側の位置において、前記回動軸を構成する棒状部材を貫通させるための第一の孔が形成された舌状部を有し、前記固定部材は、筒状に形成されており、前記固定部材の長手方向における前記筐体が接続される側である筐体側とは反対側の位置に形成され、前記舌状部を回動可能な状態で挟持するように形成された挟持部を有し、前記固定部材の周壁において、前記舌状部を挟持するに領域は、前記筐体側とは反対側の開口部と連続する切欠き部として構成されており、前記切欠き部から前記筐体側へ向かう方向の所定の領域は、前記切欠き部と連続し、前記切欠き部よりも幅が広い拡大切欠き部として構成されており、前記舌状部が前記切欠き部及び前記拡大切欠き部から前記固定部材の外側へ突出した状態において、前記アーム保持部材が前記固定部材に対して回動することができるように構成されている、無人飛行体である。

第四の発明の構成によれば、舌状部が挟持部に挟持された状態において、アーム保持部材は固定部材に回動可能な状態で接続される。また、固定部材の周壁に形成された切欠き部と拡大切欠き部によって、舌状部が固定部材の周壁部と干渉することなく回動することができ、筐体に近づくことができる。これにより、折り畳み状態において、より一層、無人飛行体の大きさを小さくすることができる。

第五の発明は、第四の発明の構成において、前記アーム保持部材において、前記アーム保持部材の長手方向と直交する方向における前記舌状部が形成されている位置と反対側の位置において、前記アーム保持部材の外周に沿って突出して凸部が形成されており、前記固定部材において、前記挟持部と反対側の位置には、前記凸部と係合する凹部が形成されている、無人飛行体である。

第五の発明の構成によれば、アーム保持部材の凸部と固定部材の凹部が係合することによって、アーム保持部材と固定部材が確実に位置決めされる。

第六の発明は、第四の発明または第五の発明の構成において、前記舌状部は、前記アーム保持部材の長手方向と直交する方向の断面における一方の側の位置に形成されており、前記舌状部が形成されていない領域は前記アーム保持部材の内部空間への出入口である開口部として構成されており、前記固定部材の前記挟持部は、前記固定部材の長手方向と直交する方向の断面における一方の側の位置に形成されており、前記挟持部が形成されていない領域は固定部側空間として構成されており、前記アーム保持部材と前記固定部材が接続された状態において、前記アーム保持部材の前記内部空間と前記固定部側空間は連通する、無人飛行体である。

第六の発明の構成によれば、アーム保持部材の内部空間と固定部側空間は連通しているから、アームの自由端部に配置されたモーターへ電力を供給するためのケーブルを通過させることができる。

第七の発明は、第四の発明の構成において、前記舌状部には、前記第一の孔と、前記アーム保持部材の基部との間に、振動を吸収するための第三の孔が形成されている、無人飛行体である。

第七の発明の構成によれば、例えば、無人飛行体の運搬時において振動が生じても、第三の孔によって吸収することができる。

第八の発明は、第一の発明の構成において、隣り合う２つの前記アームは、前記無人飛行体の進行方向を前後方向とするとき、前記筐体の左右方向に位置する面に向かって折り畳まれる、無人飛行体である。

第八の発明の構成によれば、隣り合う２つのアームは、無人飛行体の左右方向に位置する面に向かって折り畳まれるから、無人飛行体の前後方向に位置する面おけるデザインや、装備の配置態様の自由度が大きい。さらに、バッテリーの交換、部品の交換及び点検等に際して、無人飛行体の前方及び後方からの無人飛行体へのアクセスが容易になる。

本発明によれば、保管等のために、無人飛行体の大きさを十分に小さくすることができる。

本発明の実施形態に係る無人飛行体を示す斜視図である。 無人飛行体を示す平面図である。 無人飛行体を示す正面図である。 無人飛行体を示す背面図である。 無人飛行体を示す左側面図である。 無人飛行体の折り畳み状態を示す斜視図である。 無人飛行体の折り畳み状態を示す平面図である。 無人飛行体の折り畳み状態を示す正面図である。 無人飛行体の折り畳み状態を示す背面図である。 無人飛行体の折り畳み状態を示す左側面図である。 固定部材を示す概略斜視図である。 固定部材の概略側面図である。 固定部材の概略断面図である。 筐体への固定部材の配置状態を示す概念図である。 アーム保持部材を示す概略斜視図である。 接続ナットを示す概略斜視図である。 アームの接続構造を示す概略図である。 平面視におけるアーム保持部材の回動状態を示す概念図である。 傾斜軸を中心とする回動に伴い、モーターが傾斜する原理を示す概念図である。 アームを折り畳む状態を示す概念図である。 アームを折り畳む状態を示す概念図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。

図１乃至図１０を参照して、本実施形態の無人飛行体１（以下、「無人機１」という。）の構造の概略を説明する。図１乃至図５は無人機１のアームを展開した状態（以下、「展開状態」と呼ぶ。）を示し、図６乃至図１０は無人機１のアームを折り畳んだ状態（以下、「折り畳み状態」と呼ぶ。）を示す。展開状態は、無人機１が飛行するときの状態である。折り畳み状態は、無人機１が保管、あるいは、運搬されるときの状態である。

無人機１は、複数のモーター６の回転軸にそれぞれ接続されたプロペラ８の回転によって推力を得て飛行するように構成されている。無人機１は無人飛行体の一例である。

図１等に示すように、無人機１は、筐体２を有する。筐体２の内部には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、自律飛行装置、無線通信装置、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの航法衛星システムを構成する航法衛星からの測位用電波を利用する測位装置等が配置されている。自律飛行装置は、コンピュータで構成され、慣性計測装置（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｕｎｉｔ：ＩＭＵ）、気圧センサー等の電子部品を備える。慣性計測装置は、例えば、３軸のジャイロと３方向の加速度計から構成され、３次元の角速度と加速度を求めることができる。

筐体２から外側へ延在するようにアーム４Ａ，４Ｂ，４Ｃ及び４Ｄが配置されている。以下、アーム４Ａ等を区別する必要がない場合には、単に、「アーム４」という。無人機１は、アーム４を４本有する。アーム４は、円筒状の部材であり、内部は空間となっている。

アーム４は、アーム保持部材３０（図１５参照）に保持され、アーム保持部材３０は固定部材２０（図１１参照）に回動可能に接続される。固定部材２０は筐体２に固定される。すなわち、アーム４は、アーム保持部材３０を介して固定部材２０と接続され、アーム保持部材３０及び固定部材２０を介して筐体２に接続されている。

アーム保持部材３０と固定部材２０の長手方向が一致した状態において、アーム保持部材３０と固定部材２０が接続ナット４０（図１６参照）によって固定され、その状態が維持される。接続ナット４０を外すと、アーム保持部材３０は固定部材２０に対して回動可能な状態になる。

アーム４の自由端側の位置には、それぞれ、モーター６が配置され、モーター６の回転軸（図示せず）にはプロペラ８が接続されている。図１乃至図１０に示すように、プロペラ８は、プロペラ８の回転面における方向において、折り畳み可能に構成されている。図１に示すように、各プロペラ８は一対の羽根８ａ及び８ｂから構成されている。羽根８ａ及び８ｂは、それらの根本を軸として、プロペラ８の回転面において回動可能に構成されている。

本明細書において、複数のプロペラ８の回転面の中心位置を結んで形成される仮想の面を「基準面」呼ぶ。基準面は、無人機１が空中停止（ホバリング）している状態においては、水平方向の面である。基準面は、例えば、図２に示すように、４つのプロペラ８の回転面の中心位置を結んだ面Ａ１である。本明細書において、鉛直方向は、基準面と直交する方向として定義する。

本実施形態とは異なり、例えば、プロペラ８（及びモーター６）が８個存在し、プロペラ８の回転面（高さ）が一様ではないとする。この場合、プロペラ８の回転面の高さ方向における位置の同一性によって、プロペラ８の組を観念する。例えば、第一の組が４つのプロペラで構成され、第二の組が４つのプロペラで構成されるとし、各組におけるプロペラ８の回転面の中心位置（高さ）は同一であるが、第一の組のプロペラ８の回転面の中心位置と第二の組のプロペラ８の中心位置が異なるとする。この場合、第一の組において基準面（以下、「第一の基準面」という。）を観念することができ、第二の組においても基準面（以下、「第二の基準面」という。）を観念することができる。ただし、第一の基準面と第二の基準面の方向は同一であるから、基準面と直交する方向として定義した鉛直方向は、第一の基準面を基準としても、第二の基準面を基準としても変わりはない。

モーター６の回転を制御する駆動回路（ＥＳＣ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、図示せず）は、モーター６の下方に配置されている。モーター６は、アウターローター式のブラシレスＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）モーターである。モーター６の外形は、扁平な円柱形状に形成されている。すなわち、モーター６は、上方から視た平面視において円形であり、側面視において長方形である。このため、上方から視たモーター６の面積、すなわち、基準面の方向におけるモーター６の面積は、側面視におけるモーター６の面積よりも大きい。言い換えると、モーター６が傾斜するほど、上方から視た面積は小さくなり、９０度に傾斜すると側面視の面積と同一になり、面積は最小になる。

無人機１は、農薬等を散布することができ、筐体２の下部には農薬等を格納するタンク１０が配置されている。タンク１０へ農薬等を格納するために脱着可能なキャップ１０ａ（図２参照）が、筐体２の後部に配置されている。

図６乃至図１０に示すように、無人機１の保管時や運搬時において、隣り合う２つのアーム４（例えば、アーム４Ａと４Ｂ）は、互いに近づく方向であって、かつ、筐体２に近づく方向に向かって折り畳まれる。後述のように、アーム４が回動する回動軸が、固定部材２０の長手方向に直交する面内において所定の傾斜を有することによって、隣り合う２つのアーム４は、筐体２の共通の面に向かって折り畳まれても互いに干渉することがなく、また、モーター６は傾斜する。これにより、水平方向において、無人機１の折り畳み時における大きさを小さくすることができる。なお、アーム４の展開時において、固定部材２０及びアーム保持部材３０保持の長手方向は、アーム４の長手方向と一致する。

また、隣り合う２つのアーム４で構成される各組（例えば、第一組がアーム４Ａとアーム４Ｂ、第２組がアーム４Ｃとアーム４Ｄ）において、アーム４は、筐体２の共通の面、具体的には、側面に向かって折り畳まれる。このため、筐体２の前方の面及び後方の面に対しては、アーム４が折り畳まれないから、アーム４は筐体２の後部に位置するタンク１０のキャップ１０ａと干渉しない。このため、無人機１を折り畳んだ状態において、タンク１０に農薬等を効率的に格納することができる。さらに、アーム４が折り畳まれない位置である筐体２の前部と後部の形状は自由度が大きく、上述のキャップ１０ａに限らず、例えば、カメラやレーザースキャナ等の装備の配置方法（配置態様）の自由度が大きい。

展開状態における基準面方向の無人機１の大きさ、すなわち、平面視における大きさは、４つのプロペラ８の先端部分を含めると、例えば、９０センチメートル（ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ）以上１５０センチメートル以下である。これに対して、折り畳み状態においては、３０センチメートル以上７０センチメートル以下である。

＜固定部材の構造＞
図１１及び図１２に示すように、固定部材２０は、中空に形成されており、基部２２と前方部２４が一体に形成されている。基部２２が筐体２に固定される。すなわち、無人機１が組み立てられた状態において（図１乃至図１０参照）、基部２２は筐体２に固定される。固定部材２０は、金属で形成され、例えば、アルミニウム合金で形成されている。矢印Ｘ１で示す方向が、固定部材２０の長手方向である。

前方部２４は、全体として、円筒状に形成されており、前方部２４の外周部には、雄螺子２４ａが形成されている。図１１及び図１２に示すように、雄螺子２４ａは前方部２４の外周の全周にわたって連続するのではなく、２か所に分かれて形成されている。雄螺子２４ａの各部分は、外周の４分の１未満を占める。２か所に形成された雄螺子２４ａは、外周において互いに反対側に位置している。前方部２４の先端部は、凹部２４ｂｂを有する突出部２４ｂとなっている。

筐体２と固定される側とは反対側の位置において、前方部２４の内側には、上方挟持部２６及び下方挟持部２８が形成されている。上方挟持部２６及び下方挟持部２８によって、後述のアーム保持部３０の舌状部３６を図１２の矢印Ａ１方向に回動可能な状態で挟持する挟持部を構成している。上方挟持部２６及び下方挟持部２８は、固定部材２０の長手方向と直交する方向の断面における全体には形成されておらず、一方の側に偏って形成されている。他方の側には、上方挟持部２６及び下方挟持部２８は形成されておらず、上方挟持部２６及び下方挟持部２８と前方部２４の内面２４ｃとの間は固定部側空間Ｓ１（以下、「空間Ｓ１」という。）となっている。

上方挟持部２６には貫通孔Ｈ１ａを画する周壁２６ａが形成され、下方挟持部２８には貫通孔Ｈ１ｂを画する周壁２８ａが形成されている。貫通孔Ｈ１ａ及びＨ１ｂは共通の仮想軸を有し、第二の孔の一例である。

上方挟持部２６及び下方挟持部２８の間は空間Ｓ２となっている。上方挟持部２６及び下方挟持部２８及び空間Ｓ２は露出しており、前方部２４の外周壁が存在しない開口部となっている。

前方部２４の外周壁に着目すると、図１２に示すように、上方挟持部２６及び下方挟持部２８の間の空間Ｓ２に対応する部分は、前方部２４の外周壁が存在しない切欠き部２４ｄとなっている。すなわち、舌状部３６を挟持する領域は、筐体２側とは反対側の略円形の開口部と連続する切欠き部２４ｄとして構成されている。

さらに、切欠き部２４ｄから基部２２側へ向かう方向の所定の領域は、切欠き部２４ｄと連続し、切欠き部２４ｄよりも幅が広い拡大切欠き部２４ｅとして構成されている。

上記の切欠き部２４ｄと拡大切欠き部２４ｅによって、舌状部３６が切欠き部２４ｄ及び拡大切欠き部２４ｅから固定部材２０の外側へ突出した状態において、アーム保持部材３０が固定部材２０に対して矢印Ａ１方向へ回動することができるようになっている。

図１３は、固定部材２０の長手方向に直行する方向における概略断面図である。図１３に示すように、貫通孔Ｈ１ａ及び貫通孔Ｈ１ｂは、共通の軸Ｚ２を有する貫通孔Ｈ１を形成している。軸Ｚ２は、アーム保持部材３０が固定部材２０に対して回動するときの回転軸である。軸Ｚ２は、図１３の断面において、鉛直方向に対して所定の傾斜θ１を有する。傾斜θ１は、隣り合う２つのアーム４が、互いに近づく方向であって、かつ、筐体２に近づく方向に向かって折り畳まれるときに、互いに干渉しない角度として規定されている。また、傾斜θ１は、隣り合う２つのアーム４が、互いに近づく方向であって、かつ、筐体２に近づく方向に向かって折り畳まれるときに、モーター６が、他のアーム４やモーター６と干渉しない角度として規定されている。傾斜θ１は、無人機１の筐体２の大きさや形状、アーム４の長さ等に応じて、上記の角度として規定される。ただし、傾斜θ１は、５度より大きく４５度より小さい範囲の角度として規定され、望ましくは、１５度以上３０度以下であり、本実施形態においては２０度である。

本実施形態においては、固定部材２０が筐体２に固定されたときに、すべての固定部材２０の軸Ｚ２は傾斜θ１を有しているが、隣り合う固定部材２０のうち、少なくとも一方の軸Ｚ２が傾斜θ１を有していればよい。すなわち、本実施形態とは異なり、隣り合う２つの固定部材２０のうち、一方の固定部材２０の軸Ｚ２は傾斜θ１を有さないものとして構成してもよい。例えば、隣り合う２つの固定部材２０のうち、一方の軸Ｚ２は鉛直方向であってもよい。これにより、後述のアーム保持部材３０についても、隣り合う２つのアーム保持部材３０のうち、一方の回動軸は、傾斜θ１を有するが、他方の回動軸は傾斜θ１を有さないことになる。無人機１の筐体２の大きさや形状、アーム４の長さ等によっては、隣り合う２つのアーム保持部材３０のうち、一方の回動軸のみが傾斜θ１を有することによって、隣り合う２つのアーム４が、互いに近づく方向であって、かつ、筐体２に近づく方向に向かって折り畳まれるときに、他のアーム４やモーター６と干渉しないことが可能である。

図１４を参照して、筐体２への固定部材２０の配置状態を概念的に説明する。図１４（ａ）は図１の無人機１の左側面を示す概念図であり、図１４（ｂ）は無人機１の右側面を示す概念図である。図１４（ａ）の左側の固定部材２０（以下、「固定部材２０（４Ａ）」と呼ぶ。）は、アーム保持部材３０を介してアーム４Ａに接続される。図１４（ａ）の右側の固定部材２０（以下、「固定部材２０（４Ｂ）」と呼ぶ。）は、アーム保持部材３０を介してアーム４Ｂに接続される。固定部材２０（４Ａ）と固定部材２０（４Ｂ）は同一仕様であるが、固定部材２０（４Ａ）に対して、固定部材２０（４Ｂ）は、１８０度回転して筐体２へ配置される。そして、固定部材２０（４Ａ）の上方挟持部２６及び下方挟持部２８と、固定部材２０（４Ｂ）の上方挟持部２６及び下方挟持部２８が、対面するように筐体２に配置される。このように配置することによって、固定部材２０（４Ａ）における回動軸の傾斜と、固定部材２０（４Ｂ）における回動軸の傾斜は、同一となる。そして、固定部材２０（４Ａ）に接続されたアーム４Ａは斜め下方に向かって折り畳まれ、固定部材２０（４Ｂ）に接続されたアーム４Ｂは斜め上方に向かって折り畳まるから、互いに干渉することがない。

また、図１４（ｂ）の左側の固定部材２０（以下、「固定部材２０（４Ｃ）」と呼ぶ。）は、アーム保持部材３０を介してアーム４Ｃに接続される。図１４（ｂ）の右側の固定部材２０（以下、「固定部材２０（４Ｄ）」と呼ぶ。）は、アーム保持部材３０を介してアーム４Ｄに接続される。固定部材２０（４Ｃ）と固定部材２０（４Ｄ）は同一仕様であるが、固定部材２０（４Ｃ）に対して、固定部材２０（４Ｄ）は、１８０度回転している。そして、固定部材２０（４Ｃ）の上方挟持部２６及び下方挟持部２８と、固定部材２０（４Ｄ）の上方挟持部２６及び下方挟持部２８が、対面するように配置される。このように配置することによって、固定部材２０（４Ｃ）における回動軸の傾斜と、固定部材２０（４Ｄ）における回動軸の傾斜は、同一となる。そして、固定部材２０（４Ｃ）に接続されたアーム４Ｃは斜め下方に向かって折り畳まれ、固定部材２０（４Ｄ）に接続されたアーム４Ｄは斜め上方に向かって折り畳まるから、互いに干渉することがない。

図１４（ａ）及び（ｂ）において明らかなように、固定部材２０（４Ａ）、２０（４Ｂ）、２０（４Ｃ）及び２０（Ｄ）は、同一仕様である。したがって、部品の種類は最小限度で足りる。

＜アーム保持部材の構造＞
図１５に示すように、アーム保持部材３０は、筒状に形成されている。アーム保持部材３０は、基部３２を有し、基部３２の先端は拡径部３４として形成されている。基部３２にアーム４が挿入され、固定される。拡径部３４は、アーム４が挿入される側とは反対側に形成されている。拡径部３４の面３４ａから突出する態様において、舌状部３６と凸部３８が形成されている。アーム保持部材３０は、金属で形成され、例えば、アルミニウム合金で形成されている。矢印Ｘ１で示す方向が、アーム保持部材３０の長手方向である。

舌状部３６は、アーム保持部材３０の長手方向と直交する方向の断面における一方の側に偏った位置（領域）に形成されている。舌状部３６が形成されていない領域は開口部となっており、アーム保持部材３０の内部空間Ｓ３への出入口となっている。

凸部３８は、舌状部３６とは反対側の面３４ａの位置において、アーム保持部材３０の外周の縁部に沿って突出している。固定部材２０とアーム保持部材３０が接続するときに、凸部３８が固定部材２０の凹部２４ｂｂと係合することによって、無人機１の展開状態における固定部材２０とアーム保持部材３０が位置決めされる。

舌状部３６には、貫通孔Ｈ２を画する周壁３６ａが形成されている。貫通孔Ｈ２は第一の孔の一例である。後述のボルト５２（図１７参照）が、貫通孔Ｈ２、固定部材２０の貫通孔Ｈ１ａ及びＨ１ｂを貫通することによって、固定部材２０に対するアーム保持部材３０の回動軸を形成する。

舌状部３６には、また、貫通孔Ｈ３を画する周壁３６ｂが形成されている。貫通孔Ｈ３は、貫通孔Ｈ２と基部３２の間に形成されている。貫通孔Ｈ３は第三の孔の一例である。
貫通孔Ｈ３の開口形状は円形ではなく、水平方向の長さは、貫通孔Ｈ２の直径よりも長い。貫通孔Ｈ３をこの位置において、この形状に形成することによって、振動を吸収すると共に、アーム保持部材３０の重量を低減することができる。例えば、無人機１を折り畳み状態において運搬する際に、矢印Ｆ１方向またはＦ２方向の成分を有する振動が生じる場合があるが、貫通孔Ｈ３によって、舌状部３６がわずかに弾性変形し、その振動を吸収することができる。

＜接続ナットの構造＞
図１６に示すように、接続ナット４０は、全体として円筒状に形成されており、先端部４４は縮径している。内面には雄螺子４２ａが形成されている。雄螺子４２ａは内面の全周にわたって連続するのではなく、２か所に分かれて形成されている。なお、図１６においては、一か所に形成された雄螺子４２ａのみを示し、他方の雄螺子４２ａは省略している。雄螺子４２ａの各部分は、内周の４分の１未満を占める。２か所に形成された雄螺子４２ａは、内周において互いに反対側に位置している。接続ナット４０は、金属で形成され、例えば、アルミニウム合金で形成されている。

＜固定部材とアーム保持部材の接続＞
図１７を参照して、無人機１の展開状態における固定部材２０とアーム保持部材３０の接続について説明する。図１７に示すように、固定部材２０は筐体２に固定される。アーム保持部材３０の舌状部３６の貫通孔Ｈ２に、貫通孔を有するブッシュ５０が上下から嵌められる。この状態において、舌状部３６が固定部材２０の上方挟持部２６及び下方挟持部２８の間、すなわち、空間Ｓ２に配置され、ボルト５２が貫通孔Ｈ１及びＨ２を貫通し、六角ナット５４によって固定される。このとき、凸部３８が固定部材２０の凹部２４ｂｂと係合して位置決めされる。また、突出部２４ｂの先端面２４ｂａは、固定部材２０の拡径部３４の面３４ａと接する。

アーム４は、アーム保持部材３０に挿入される。接続ナット４０は、固定部材２０及びアーム保持部材３０の双方を覆うように嵌められる。接続ナット４０の雄螺子４２ａは固定部材３０の雄螺子２４ａと係合し、接続ナット４０の先端部４４の内面４４ａは、アーム保持部材３０の外周面と接する。これにより、固定部材２０とアーム保持部材３０が固定される。

舌状部３６が固定部材２０の上方挟持部２６及び下方挟持部２８の間に配置され、固定部材２０とアーム保持部材３０が接続されると、固定部材２０の空間Ｓ１とアーム保持部材３０の内部空間Ｓ３は連通する。そして、アーム４の内部は空間であるから、モーター６を駆動するためのケーブルを固定部材２０の空間Ｓ１、内部空間Ｓ３及びアーム４の内部の空間を通すことができる。

＜アーム保持部材の回動＞
図１８は、アーム保持部材３０の回動の様子を示す平面図である。図１８（ａ）は、アーム４の展開状態である。このとき、固定部材２０とアーム保持部材３０及びアーム４の長手方向は、一致している。アーム保持部材３０とアーム４が固定された状態において、アーム保持部材３０とアーム４の長手方向は一致した状態を維持する。このため、固定部材２０に対してアーム保持部材３０が回動することは、アーム４が回動することと同義である。図１８（ｂ）以下において、アーム４は省略している。

固定部材２０に対してアーム保持部材３０が矢印Ａ１に示す方向に回動し（図１８（ｂ）参照）、筐体２の側面と平行な状態に至る（図１８（ｃ）参照）。舌状部３６が回動するときに、固定部材２０の切欠き部２４ｄ及び拡大切欠き部２４ｅ（図１２参照）の効果により、固定部材２０の外周壁と干渉しないから、さらに、アーム保持部材３０が回動することが可能であり、筐体２に近づくことができる（図１８（ｃ）参照）。

＜モーターの傾斜について＞
本実施形態を説明する前提として、モーター６の傾斜を概念的に説明する。アーム４が回動する回動軸が鉛直方向に対して傾斜していると、アーム４の表面における位置、例えば、鉛直方向における上方を向く位置が変動する。これにより、アーム４に固定したモーター６において、上方を向く位置も変動する。

例えば、本実施形態とは異なり、アーム４の回動軸が、アーム４の長手方向に垂直な断面において、鉛直方向の軸Ｗ１である場合には（図１９（ａ）参照）、アーム４が軸Ｗ１を中心に矢印Ｂ１方向に回動しても、モーター６は傾斜せず、当初の角度を維持する。このため、扁平な円柱形状のモーター６の平面視における面積は維持される。

また、本実施形態とは異なり、アーム４の回動軸が水平方向の軸Ｗ２である場合には（図１９（ｂ）参照）、アーム４が軸Ｗ２を中心に矢印Ｃ１方向に回動すると、モーター６は傾斜し、例えば、当初の状態から９０度傾斜する。この場合、モーター６の平面視における面積は、回動前における側面視の面積と等しくなり、最小となる。

上記の例に対して、図１９（ｃ）に示すように、本実施形態と同様に、回動軸が鉛直方向に対して傾斜した軸Ｗ３である場合には、モーター６は、アーム４が軸Ｗ３を中心に矢印Ａ１方向に回転するに伴い、回転軸の傾斜に応じて傾斜する。そうすると、モーター６の平面視における面積は、傾斜に応じて小さくなる。本実施形態においては、この現象を利用し、折り畳み状態における無人機１の水平方向の大きさを小さくしている。

＜アームの折り畳み過程の様子＞
図２０及び図２１は、無人機１の平面視における概念図、及び、その平面視における概念図に対応する側面視における概念図を示す。図２０（ａ）は、無人機１の展開状態を示す。この状態から、アーム４Ａが折り畳まれ（図２０（ｂ）参照）、筐体２に近接する位置に到達すると（図２０（ｃ）参照）、アーム４Ａの折り畳みは完了する。このとき、アーム４に固定されたモーター６は傾斜している。また、プロペラ８は折り畳まれている。

続いて、アーム４Ｂが折り畳まれ（図２１（ａ）参照）、筐体２に近接する位置に到達すると（図２１（ｃ）参照）、アーム４Ｂの折り畳みは完了する。このとき、アーム４Ｂに固定されたモーター６は傾斜している。また、一組のアーム４Ａ及び４Ｂは、互いに干渉しない。アーム４Ｃ及びアーム４Ｄも、上記と同様に折り畳まれる。

図６乃至図１０に示すように、隣り合う２つのアーム４Ａ及び４Ｂは、無人機１の進行方向を前後方向とするとき、筐体２の左右方向に位置する面に向かって折り畳まれる。同様に、隣り合う２つのアーム４Ｃ及び４Ｄは、無人機１の進行方向を前後方向とするとき、筐体２の左右方向に位置する面に向かって折り畳まれる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、各実施形態及び変形例は、矛盾が生じない限り、適宜、組み合わせることができる。

１ 無人飛行体
２ 筐体
４ アーム
６ モーター
８ プロペラ
１０ タンク
２０ 固定部材
３０ アーム保持部材
４０ 接続ナット

Claims (8)

1. 筐体から延在する複数のアームの自由端側に配置されるモーターの回転軸に接続されたプロペラの回転によって推力を得て飛行する無人飛行体であって、
   前記筐体に固定され、前記アームの数と同数の固定部材と、
   前記固定部材と接続され、前記アームを保持するアーム保持部材と、
   を有し、
   隣り合う２つの前記アーム保持部材のうち、少なくとも一つの前記アーム保持部材は、鉛直方向に対して所定の傾斜を有する回動軸を中心として回動可能な状態で前記固定部材に接続され、
   前記回動軸の前記所定の傾斜は、隣り合う２つの前記アームが、互いに近づく方向であって、かつ、前記筐体に近づく方向に向かって折り畳まれるときに、互いに干渉しない角度として規定されている、
   無人飛行体。
2. 前記回動軸の前記所定の傾斜の角度は、５度より大きく４５度より小さい範囲において規定される、
   請求項１に記載の無人飛行体。
3. 前記プロペラは、折り畳み可能に構成されている、請求項１または請求項２に記載の無人飛行体
4. 前記アーム保持部材は、前記アーム保持部材の長手方向における前記アームが接続される側とは反対側の位置において、前記回動軸を構成する棒状部材を貫通させるための第一の孔が形成された舌状部を有し、
   前記固定部材は、筒状に形成されており、前記固定部材の長手方向における前記筐体が接続される側である筐体側とは反対側の位置に形成され、前記舌状部を回動可能な状態で挟持するように形成された挟持部を有し、
   前記固定部材の周壁において、
   前記舌状部を挟持するに領域は、前記筐体側とは反対側の開口部と連続する切欠き部として構成されており、
   前記切欠き部から前記筐体側へ向かう方向の所定の領域は、前記切欠き部と連続し、前記切欠き部よりも幅が広い拡大切欠き部として構成されており、
   前記舌状部が前記切欠き部及び前記拡大切欠き部から前記固定部材の外側へ突出した状態において、前記アーム保持部材が前記固定部材に対して回動することができるように構成されている、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無人飛行体。
5. 前記アーム保持部材において、前記アーム保持部材の長手方向と直交する方向における前記舌状部が形成されている位置と反対側の位置において、前記アーム保持部材の外周に沿って突出して凸部が形成されており、
   前記固定部材において、前記挟持部と反対側の位置には、前記凸部と係合する凹部が形成されている、
   請求項４に記載の無人飛行体。
6. 前記舌状部は、前記アーム保持部材の長手方向と直交する方向の断面における一方の側の位置に形成されており、前記舌状部が形成されていない領域は前記アーム保持部材の内部空間への出入口である開口部として構成されており、
   前記固定部材の前記挟持部は、前記固定部材の長手方向と直交する方向の断面における一方の側の位置に形成されており、前記挟持部が形成されていない領域は固定部側空間として構成されており、
   前記アーム保持部材と前記固定部材が接続された状態において、前記アーム保持部材の前記内部空間と前記固定部側空間は連通する、
   請求項４または請求項５に記載の無人飛行体。
7. 前記舌状部には、前記第一の孔と、前記アーム保持部材の基部との間に、振動を吸収するための第三の孔が形成されている、請求項４に記載の無人飛行体。
8. 隣り合う２つの前記アームは、前記無人飛行体の進行方向を前後方向とするとき、前記筐体の左右方向に位置する面に向かって折り畳まれる、請求項１に記載の無人飛行体。

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