JP6245566B1 - ドローン用飛行安全フレーム - Google Patents

Abstract

【課題】ドローン（小型無人航空機）用の軽く高強度な飛行安全フレームを提供する。【解決手段】ドローン（Ａ）を上方から覆う屋根枠（Ｒ）と、その屋根枠の下端部に連結されて、ドローンのプロペラ（１３）を横方向から全体的に包囲する壁枠（Ｗ）と、ドローンにおける機体（１０）の放射方向へ張り出すアーム（１１）の先端部と接近するように、上記壁枠の途中へ部分的な橋渡し状態に横架された複数本の水平なクロスビーム（２０）と、同じく壁枠の別異な途中からドローンの接地脚（１２）に向かって張り出された複数本の支持脚（２８）とを備え、上記屋根枠と壁枠、クロスビーム並びに支持脚がすべて繊維強化プラスチックの管材から成り、そのクロスビームの途中がドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケース（１４）へ、上記支持脚の張り出し先端部がドローンの接地脚へ各々取り付け使用されるように設定した。【選択図】図１

Description

本発明はドローン（小型無人航空機）用の軽く高強度な飛行安全フレームに関する。

現在、ドローンと称する小型無人航空機が個人の趣味として写真撮影などに利用されているだけでなく、インフラ設備の点検や地形の測量、農薬の散布、不審車の追跡、荷物の搬送、徘廻者の捜索、各種情報の収集などに広く利用されつつある。

何れにしても、ドローンは例えば囲いネットから成る飛行練習場や体育館などの屋内を初め、屋外での飛行中において、そのコントロールミスにより墜落したり、上記囲いネットに絡らみ付いたり、他物に衝突したりして、機体やこれから張り出すアーム、接地脚、特にプロペラが破損するおそれのほか、逆に他物を損傷したり、他人に危害を与えたりするおそれもあるため、その飛行中の安全を確保しなければならない。

このような問題の対策となるプロペラガードが、特許文献１、２に開示されている。

意匠登録第１５６５５３７号公報 意匠登録第１５５２３４６号公報

ところが、特許文献１に記載のプロペラガードは平・底面から見て扇型の枠から成り、その円弧面によってプロペラの各個を横方向（円周方向）から部分的に包囲しているに過ぎず、その各プロペラや機体の上面は全然被覆されていない。

そのため、ドローンが垂直方向へ上昇した場合、その機体や各プロペラが屋内の天井や屋外の橋などに衝突して、必らずや破損することになる。

また、上記扇型の枠から成るプロペラガードは、プロペラの各個をバラバラに包囲する点在分布状態として、機体から放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ、その扇型の要部が取り付けられているにとどまる。

つまり、そのプロペラガードは複数個のプロペラを全体的に包囲する大きな連続一体品ではないため、ドローンの飛行中に風の影響を受けて、その各個がバラバラに振れ動いたり、撓んだりしやすく、取付状態の安定性と延いては飛行姿勢の均衡性に劣る。

更に、特許文献１にプロペラガードの材質は記載されていない。その扇型の枠が仮にアルミニウムやその他の非鉄金属から成るとすれば、その軽量であるとしても金属のため、ドローンの重量をいたずらに増すこととなり、その飛行に致命的な制約を与える。

他方、特許文献２に記載のプロペラガードは複数個のプロペラを全体的に包囲する連続一体品であるため、特許文献１の上記プロペラガードのような各個の振れ動きや撓みは相当抑制されると言えるが、その連続一体品のプロペラガードであっても特許文献１と同じく、ドローンの機体から放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースに対してだけ、点在分布状態として取り付けられているに過ぎない。

しかも、特許文献２にはそのプロペラガードの材質が記載されていないが、これを汎用樹脂又はエンジニアリングプラスチックからの一体成形品であると仮定して言えば、特にそのプロペラの各個を横方向（円周方向）から包囲している円弧面が、板片状の壁面をなす形態であるため、ドローンの飛行中空気抵抗を受けやすく、下方から風に煽られて撓んだり、振れ動いたりしやすく、依然取付状態の安定性に劣ることに変りはなく、またドローンの大きさ変化に対応することもできないのである。

更に、特許文献２に記載のプロペラガードでは、上記アームの先端部から下向く状態にあるプロペラが、その下方から全然被覆されておらず、更に機体の上面も全然被覆されていない。そのため、ドローンが垂直方向に沿って上昇又は下降した場合、その機体の上面やプロペラの下面が屋内の天井や床、屋外の橋や建物などに衝突して、未だ破損しやすい問題もある。

本発明はこのような課題の抜本的な解決を目的としており、その目的を達成するために、請求項１ではドローンを上方から覆う屋根枠と、その屋根枠の下端部に連結されて、ドローンのプロペラを横方向から全体的に包囲する壁枠と、ドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部と接近するように、上記壁枠の途中へ部分的な橋渡し状態に横架された複数本の水平なクロスビームと、同じく壁枠の別異な途中からドローンの接地脚に向かって張り出された複数本の支持脚とを備え、

上記屋根枠と壁枠、クロスビーム並びに支持脚がすべて炭素繊維強化プラスチックやガラス繊維強化プラスチック、その他の繊維強化プラスチックの管材から成り、

その上記クロスビームの途中がドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ、上記支持脚の張り出し先端部がドローンの接地脚へ、各々取り付け使用されるように関係設定したことを特徴とする。

また、請求項２では屋根枠を繊維強化プラスチックから成る複数本づつの直管材と曲管材とから、平面視の十文字型やその他の全体的な放射対称型で、且つ側面視のアーチ型に組み立てたことを特徴とする。

請求項３では壁枠を横方向から見て平行な少なくとも上下一対として、その何れも平面視の同じ円形又は各コーナー部が円弧状をなす平面視の同じ正多角形に造形すると共に、

上記壁枠における少なくとも一対の上下相互間を一定帯幅のフラットな壁面として、ドローンにおけるプロペラの回転領域を横方向から包囲したことを特徴とする。

請求項４では壁枠を側面視の平行な少なくとも上下一対として、その何れも平面視の同じ円形又は各コーナー部が円弧状をなす平面視の同じ正多角形に造形する一方、

屋根枠を平面視の全体的な放射対称型で、且つ側面視のアーチ型に造形して、

その屋根枠の下端部を少なくとも上下一対の壁枠へ、立体交叉状態に組み付け、

その上段壁枠又は下段壁枠の途中へ、複数本の水平なクロスビームを全体的な放射対称型として分布する橋渡し状態に組み付けると共に、

ドローンの接地脚に向かって斜めに張り出す支持脚の上端部を、下段壁枠の途中へ組み付けたことを特徴とする。

請求項５では壁枠を繊維強化プラスチックから成る複数本づつの直管材と曲管材とから、各コーナー部が円弧状をなす平面視の正多角形に組み立て、

その壁枠の各コーナー部へ橋渡し状態に固定横架された水平なクロスビームを、すべて直管材のコーナー補強ブレースとして機能させると共に、

ドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ取り付けるための挟持クランプを、上記コーナー補強ブレースへ各々摺動自在に差し込み嵌合させたことを特徴とする。

請求項６では壁枠を繊維強化プラスチックから成る複数本の曲管材から平面視の円形に組み立て、

その壁枠へ全体的な放射対称型に分布する橋渡し状態に固定横架された複数本の水平なクロスビームを、すべて直管材の部分補強ブレースとして機能させると共に、

ドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ取り付けるための挟持クランプを、上記部分補強ブレースへ各々摺動自在に差し込み嵌合させたことを特徴とする。

請求項７では支持脚をすべて繊維強化プラスチックの直管材として、ドローンの接地脚へ取り付けるための挟持クランプを、その支持脚の張り出し先端部へ差し込み固定したことを特徴とする。

更に、請求項８では屋根枠と壁枠を骨組とするか、又は屋根枠と壁枠並びに支持脚を骨組として、その骨組の全体へカバーネットを包囲状態に張り付けたことを特徴とする。

請求項１の構成によれば、冒頭に述べた従来技術の課題をすべて解決できる効果がある。つまり、ドローンのプロペラを全体的に横方向から壁枠によって包囲しているだけでなく、そのドローンの機体やこれから放射方向へ張り出す複数のアームも含む全体を、上方から屋根枠によって被覆しているため、ドローンの如何なる部分も他物と衝突して破損したり、飛行練習場の囲いネットに絡らみ付いたり、逆に他物に損傷や他人に危険を与えたりするおそれがなく、防護効果（安全性）に著しく優れる。

また、ドローンを全体的に包囲する飛行安全フレームであっても、これを組み立てている上記屋根枠と壁枠、クロスビーム並びに支持脚は、そのすべてが軽く、しかも高強度な炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の管材から成るため、ドローンの重量や延いては消費電力の増加を招かず、空気抵抗も少ない結果、長時間の円滑な飛行を行えるのである。

更に、上記壁枠の途中へ橋渡し状態に横架された複数本の水平なクロスビームが、ドローンの機体から放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ各々取り付け固定されるだけでなく、同じく壁枠の別異な途中から下方へ張り出す複数本の支持脚が、ドローンの接地脚へ各々取り付け固定されるようになっているため、そのドローンに対する取付状態の安定性に優れ、ドローンをバランス良く飛行させ得る効果もある。

その場合、請求項２の構成を採用するならば、屋根枠の組立強度と防護効果（安全性）がますます向上する。

請求項３の構成を採用するならば、壁枠における少なくとも上下一対の相互間を一定帯幅のフラットな壁面として、これによりプロペラの回転領域を横方向からますます安全に包囲することができ、その壁枠のフラットな壁面が他物と衝突しても、飛行安全フレームと延いてはドローンの傾斜姿勢となることを防止し得る効果がある。

また、請求項４の構成を採用するならば、少なくとも上下一対の壁枠と屋根枠の下端部とが立体交叉状態に組み付けられており、その上段壁枠又は下段壁枠の途中には複数本の水平なクロスビームが、平面視の全体的な放射対称型に分布する橋渡し状態として組み付けられていると共に、その下段壁枠の途中に上記支持脚の上端部が組み付けられているため、飛行中に撓みは変形したり、振れ動いたりするおそれなく、固定強度に富む組立状態を得られる。

請求項５や請求項６の構成を採用するならば、壁枠へ平面視の全体的な放射対称型に分布する橋渡し状態に固定横架された複数本の水平なクロスビームを、壁枠の部分（コーナー部分）補強ブレースとして機能させ得るほか、そのクロスビームを言わば挟持クランプの摺動レールとしても活用して、ドローンの機体から放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ取り付けるための上記挟持クランプを、そのクロスビームに沿って摺動させることにより、上記アームの先端部又は上記カバーケースへ正確な位置決め調整状態に取り付け固定することができ、ドローン側の変化に対する対応性が広がる。

請求項７の構成を採用するならば、その支持脚の張り出し先端部（下端部）に固定されている挟持クランプによって、飛行安全フレームの支持脚をドローンの接地脚へ容易・確実に取り付け固定することができ、取付状態の安定性に役立つ。

更に、請求項８の構成を採用するならば、飛行安全フレームの骨組を利用して、カバーネットを張り付けることにより、いたずらに重量を増すことなく、手指がドローンの高速回転するプロペラに触れる危険を確実に予防することができる。

本発明の基本実施形態に係るドローン用飛行安全フレームの使用状態を示す斜面図である。 図１の平面図である。 図１の正面図である。 ドローンを抽出して示す平面図である。 図４の正面図である。 図５の側面図である。 飛行安全フレームの組立状態を示す平面図である。 図７の正面図である。 曲管材を抽出して示す正面図である。 直管材を抽出して示す正面図である。 直管材と曲管材とを差し込み一本化した連結状態の部分拡大断面図である。 十文字型（四方）管継手を抽出して示す斜面図である。 倒立Ｔ字型（三方）管継手を抽出して示す斜面図である。 スペーサーを抽出して示す斜面図である。 第１三方管継手を抽出して示す斜面図である。 左右一対の特殊な第２三方管継手（変則四方管継手）を抽出して示す斜面図である。 放射アーム用挟持クランプを抽出して示す斜面図である。 接地脚用挟持クランプを抽出して示す斜面図である。 放射アーム用挟持クランプをドローンにおける放射アームの先端部へ挟み付け固定した状態の部分拡大図である。 図１９の２０−２０線断面図である。 接地脚用挟持クランプをドローンの接地脚へ挟み付け固定した状態の部分拡大図である。 図２１の２２−２２線断面図である。 飛行安全フレームの骨組にカバーネットを張り付けた状態の図２に対応する平面図である。 図２３の正面図である。 飛行安全フレームの変形実施形態を示す図２に対応する平面図である。 図２５の正面図である。

以下、図面に基いて本発明の具体的構成を説明すると、図１〜３はその本発明の基本実施形態に係るドローン用飛行安全フレーム（Ｆ）を、ドローン（小型無人航空機）（Ａ）へ取り付けた使用状態を示している。

そのドローン（Ａ）は図４〜６に抽出して示すように機体（ボディ）（１０）と、その機体（１０）から横方向へ全体的な放射対称型に張り出す複数（図例では４本）のアーム（１１）と、同じく機体（１０）から下方へ張り出す複数の接地脚（スタンド）（１２）と、各アーム（１１）の先端部に軸支されたプロペラ（ローターブレード）（１３）とを備えており、その各プロペラ（１３）の回転駆動源である図外のモーターは、上記アーム（１１）の先端部へ固定されたカバーケース（１４）による被覆状態にある。

図例の場合、ドローン（Ａ）の接地脚（１２）は側面視のほぼＵ字形をなす向かい合う一対として並列設置されているが、その単純な棒状をなす接地脚（１２）の少なくとも３本が点在分布状態に設置されることもある。また、各プロペラ（１３）は上記アーム（１１）の上面に設置されているが、そのアーム（１１）の逆な下面に設置されることもある。尚、ドローン（Ａ）の機体（１０）に搭載される監視カメラやＬＥＤライト、その他の機器は、図示省略してある。

上記ドローン用飛行安全フレーム（Ｆ）は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、その両プラスチックのハイブリッド、アラミド繊維強化プラスチック（ＡＦＲＰ）、その他の各種繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、特に好ましくは最も軽く高強度な炭素繊維強化プラスチックから成る太さ（例えば外径：約８mm、内径：約６mm）が互いに同じ直管材（Ｓｍ）と曲管材（Ｃｍ）との複数本づつを用いて、図１〜３のようなドローン（Ａ）の全体を包囲できる荒い篭状に枠組みされている。

その枠組み方法としては図９〜１１に抽出して示す如く、曲管材（Ｃｍ）の両端部に予じめ細い差込み継手管（１５）を接着一体化しておき、その曲管材（Ｃｍ）の端部から突出する差込み継手管（１５）を直管材（Ｓｍ）の端部へ、抜き差し自在に差し込み一本化することが望ましい。同じ長さの曲管材（Ｃｍ）を用い、直管材（Ｓｍ）の長さだけを長短変化させて、その曲管材（Ｃｍ）と抜き差し自在に差し込み一本化することにより、ドローン（Ａ）の大きさ変化に応じて、その飛行安全フレーム（Ｆ）における枠組みの大きさを容易に変更・調整することができるからである。

上記ドローン用飛行安全フレーム（Ｆ）の枠組み状態を図７〜１８に基いて詳述すると、（Ｒ）はその飛行安全フレーム（Ｆ）の屋根枠であって、複数（図例では２〜３本）の直管材（Ｓｍ１）と複数（図例では４本）の曲管材（Ｃｍ１）とから、その各直管材（Ｓｍ１）と各曲管材（Ｃｍ１）との差し込み一本化により、上記ドローン（Ａ）を上方から覆う平面視の十文字型で、且つ側面視のアーチ型に組み立てられている。（１６）はその直管材（Ｓｍ１）同士を屋根枠（Ｒ）の頂点部において、平面交叉状態に固定する十文字型（四方）管継手である。

その場合、屋根枠（Ｒ）の直管材（Ｓｍ１）同士が十文字型（四方）管継手（１６）を介して直交する頂面中央部は、一定な直径（ｄ）のフラットな屋根面として、例えば屋内の天井面へ面接触させることにより、飛行安全フレーム（Ｆ）と延いてはドローン（Ａ）ができる限り傾斜しないように保つ。尚、屋根枠（Ｒ）はドローン（Ａ）のアンテナ逃し空間（ドーム空間）を確保できるだけの背丈を有する。

また、（Ｗ）は同じくドローン（Ａ）のプロペラ（１３）を横方向（周縁方向）から全体的に包囲する壁枠であって、直管材（Ｓｍ２）と曲管材（Ｃｍ２）との複数づつ（図例では４本づつ）から、その各直管材（Ｓｍ２）と各曲管材（Ｃｍ２）との差し込み一本化により、各コーナー部が曲管材（Ｃｍ２）での円弧状をなす平面視の正多角形（図例では正方形）に組み立てられている。

しかも、その壁枠（Ｗ）は互いに同じ平面形状と大きさを有する上下一対として、側面視の平行状態に並列されており、その水平な上段壁枠（ＷＡ）と下段壁枠（ＷＢ）との上下相互間が例えば屋内・外の壁面と面接触する一定帯幅（ｈ）のフラットな壁面として、上記ドローン（Ａ）におけるプロペラ（１３）の回転領域を横方向から覆うと共に、飛行安全フレーム（Ｆ）と延いてはドローン（Ａ）をできる限り傾斜しないように保つ。（１７）はその両壁枠（ＷＡ）（ＷＢ）の上下相互間へ垂立状態に介挿固定された複数（図例では４本）のスペーサーである。

そして、上記平面視の正多角形をなす上段壁枠（ＷＡ）並びに下段壁枠（ＷＢ）の互いに同じ途中と、上記平面視の十文字型をなす屋根枠（Ｒ）の下端部とが、側面視の十文字型（四方）管継手（１８）と倒立Ｔ字型（三方）管継手（１９）との上下一対づつを介して、立体的な縦横交叉状態に組み付けられている。

図例の場合、上記スペーサー（１７）が上段壁枠（ＷＡ）と下段壁枠（ＷＢ）との各コーナー部をなす曲管材（Ｃｍ２）同士の相互間へ、介挿状態に接着一体化されている一方、その上段壁枠（ＷＡ）と下段壁枠（ＷＢ）との残る途中をなす互いに平行な水平の直管材（Ｓｍ２）へ、上記屋根枠（Ｒ）における曲管材（Ｃｍ１）の下端部を側面視の直交する状態に組み立てているが、その屋根枠（Ｒ）の下端部を上段壁枠（ＷＡ）並びに下段壁枠（ＷＢ）の各コーナー部へ、上記管継手（１８）（１９）の上下一対を介して同様な立体交叉状態に組み立てると共に、その上段壁枠（ＷＡ）と下段壁枠（ＷＢ）との直管材（Ｓｍ２）から成る途中へ、スペーサー（１７）を介挿固定しても良い。

更に、図例の場合上記屋根枠（Ｒ）と壁枠（Ｗ）との直管材（Ｓｍ１）（Ｓｍ２）同士を互いに同じ長さ（例えば約２３０mm）のそれとして兼用し、その曲管材（Ｃｍ１）（Ｃｍ２）同士も互いに同じ長さ（例えば約２４０mm）のそれとして兼用すると共に、上記屋根枠（Ｒ）と壁枠（Ｗ）との十文字型（四方）管継手（１６）（１８）同士も互いに同じ大きさ・形態として兼用することにより、量産効果の向上を図っているほか、直管材（Ｓｍ１）（Ｓｍ２）の長さだけを長く又は短かく変化させて、上記曲管材（Ｃｍ１）（Ｃｍ２）と抜き差し自在に差し込み一本化することにより、ドローン（Ａ）の大きさに応じて、その飛行安全フレーム（Ｆ）の屋根枠（Ｒ）と壁枠（Ｗ）における枠組みの大きさを大きく又は小さく変更・調整することができるようになっているが、上記直管材（Ｓｍ１）（Ｓｍ２）同士を兼用したり、曲管材（Ｃｍ１）（Ｃｍ２）同士を兼用したり、十文字型（四方）管継手（１６）（１８）同士を兼用したりすることは、必ずしも採択しなくて良い。

（２０）は上記ドローン（Ａ）における機体（１０）の放射方向へ張り出すアーム（１１）の先端部と接近するように、上記壁枠（Ｗ）における就中下段壁枠（ＷＢ）の各コーナー部へ橋渡し状態に横架された水平なクロスビーム（梁）であって、１本の直管材（Ｓｍ３）から成り、その両端部が平面視のほぼＶ字型に交叉する第１、２三方管継手（２１）（２２）を介して、上記下段壁枠（ＷＢ）の直管材（Ｓｍ２）から成る途中へ組み付けられている。そのため、上記クロスビーム（２０）は下段壁枠（ＷＢ）のコーナー補強ブレースとしても機能し、その複数本（図例では４本）が平面視の全体的な放射対称型に分布することとなる。

そして、そのドローン用飛行安全フレーム（Ｆ）の下段壁枠（ＷＢ）をドローン（Ａ）における機体（１０）の放射方向へ張り出すアーム（１１）の先端部に取り付けるための放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）が、その下段壁枠（ＷＢ）における各クロスビーム（２０）の途中へ摺動自在に差し込み嵌合されており、その各クロスビーム（２０）に沿って上記挟持クランプ（Ｃ１）を摺動させて、上記アーム（１１）の先端部へ正しく対応位置するように調整できるようになっている。

上記挟持クランプ（Ｃ１）は図１７に抽出して示すように、各クロスビーム（２０）との差込み継手管（２３）と、これから連続的に垂下するクランプ本体（２４）と、そのクランプ本体（２４）と凹凸嵌合する別個な台座（２５）とを備え、そのクランプ本体（２４）と台座（２５）との凹凸嵌合によって、上記アーム（１１）の先端部を上下方向から挟持すると共に、その挟持状態を垂直の貫通ボルト（２６）とその締結ナット（２７）によって固定するようになっている。

各クロスビーム（２０）の両端部を上記下段壁枠（ＷＢ）へ組み付ける第１、２三方管継手（２１）（２２）のうち、その何れか一方の第２三方管継手（２２）は図１６（イ）（ロ）のような斜め下方にも向かう特殊な変則四方管継手の左右一対（左勝手用と右勝手用）（２２Ｌ）（２２Ｒ）として準備されており、その左右対称な一対の変則四方管継手（２２Ｌ）（２２Ｒ）からドローン（Ａ）の接地脚（１２）に向かう斜め下方へ、左右一対づつの支持脚（２８）が平行に張り出されている。

各支持脚（２８）も１本の直管材（Ｓｍ４）から成り、ドローン（Ａ）の接地脚（１２）へ取り付けるための接地脚用挟持クランプ（Ｃ２）がその各支持脚（２８）の張り出し先端部（下端部）に差し込み固定されている。

その接地脚用挟持クランプ（Ｃ２）は図１８に抽出して示すように、上記支持脚（２８）への差込み継手管（２９）と、その下端部から連続的に張り出すクランプ本体（３０）と、これと向かい合う別個な押圧板（３１）とを備え、その押圧板（３１）とクランプ本体（３０）によってドローン（Ａ）の接地脚（１２）を横方向から挟持し、その挟持状態を一対の平行な貫通ボルト（３２）とその締結ナット（３３）によって固定するようになっている。

図例では上記壁枠（Ｗ）を上段壁枠（ＷＡ）と下段壁枠（ＷＢ）との平行な二段として並列設置しており、その下段壁枠（ＷＢ）の曲管材（Ｃｍ２）から成る各コーナー部へクロスビーム（２０）を、同じく下段壁枠（ＷＢ）の直管材（Ｓｍ２）から成る途中へ支持脚（２８）を各々組み付けているが、例えばドローン（Ａ）のプロペラ（１３）がその機体（１０）の放射方向へ張り出すアーム（１１）の下面に設置されているような場合、その放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）が差し込み嵌合されたクロスビーム（２０）を、上段壁枠（ＷＡ）の各コーナー部へ組み付けても良い。

また、各クロスビーム（２０）に差し込み嵌合された放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）を、ドローン（Ａ）の機体（１０）から放射方向へ張り出すアーム（１１）の先端部へ挟み付けるようになっているが、そのアーム（１１）における先端部の上面又は下面にはプロペラ（１３）を回転駆動するモーター（図示省略）のカバーケース（１４）が存在するため、上記放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）をカバーケース用挟持クランプ（Ｃ１）に代えて、そのカバーケース用挟持クランプ（Ｃ１）をドローン（Ａ）側の上記カバーケース（１４）へ横方向から挟み付けるように設定しても良い。

更に、図例の場合図１６のような同一平面でのほぼＶ字型に加えて、その平面から斜め下方にも変向する連続一体品である共通の特殊な変則四方管継手（２２Ｌ）（２２Ｒ）を用いて、各クロスビーム（２０）の一端部と各支持脚（２８）の上端部とを一緒に下段壁枠（ＷＢ）の途中へ組み付けており、これによれば組立強度の向上に役立つが、各クロスビーム（２０）の両端部を上記平面視のほぼＶ字型に交叉する第１三方管継手（２１）によって下段壁枠（ＷＢ）へ組み付ける一方、その第１三方管継手（２１）と別個独立する斜め下向きのＴ字型（三方）管継手（図示省略）を、上記下段壁枠（ＷＢ）の途中へ摺動自在に差し込み嵌合させると共に、そのＴ字型（三方）管継手に上記支持脚（２８）の上端部を組み付けることにより、その支持脚（２８）の接地脚用挟持クランプ（Ｃ２）をドローン（Ａ）における接地脚（１２）の分布位置に応じて、これと対応合致させるべく位置決め調整できるように設定しても良い。

尚、上記壁枠（Ｗ）は上下一対の二段のみならず、その一段だけでもさしつかえない。更に一段増設することにより、上中下の三段として並列設置しても良い。

上記スペーサー（１７）や各種管継手（１６）（１８）（１９）（２１）（２２Ｌ）（２２Ｒ）、放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）並びに接地脚用挟持クランプ（Ｃ２）は、これらも上記した各種繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）から作成することが望ましいが、ＡＢＳ樹脂やポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、その他の耐衝撃性がある硬質な合成樹脂（エンジニアリングプラスチックを含む）から作成しても良い。

本発明の基本実施形態に係るドローン用飛行安全フレーム（Ｆ）は上記した構成を備えており、その使用に当っては図７、８のような組立状態にある飛行安全フレーム（Ｆ）を、ドローン（Ａ）へ上方から覆いかぶせて、その壁枠（Ｗ）における就中下段壁枠（ＷＢ）のコーナー補強ブレースとしても機能する各クロスビーム（２０）上の放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）を、そのクロスビーム（２０）に沿い摺動させて、ドローン（Ａ）の機体（１０）から放射方向へ張り出すアーム（１１）の先端部と対応合致するように位置決めし、そのアーム（１１）の先端部へ上記挟持クランプ（Ｃ１）を取り付け固定する。

つまり、図１９、２０抽出して示す如く、その放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）のクランプ本体（２４）と台座（２５）とを凹凸嵌合させて、上記アーム（１１）の先端部を上下方向から挟み付け、その挟持状態を貫通ボルト（２６）と締結ナット（２７）によって固定するのである。図２の符号（Ｐ１）はその点在分布する４個所での固定点を示している。

また、上記下段壁枠（ＷＢ）の途中から斜め下方へ張り出す各支持脚（２８）の接地脚用挟持クランプ（Ｃ２）を、ドローン（Ａ）の接地脚（１２）へ取り付け固定する。その状態を抽出して示す図２１、２２から明白なように、上記接地脚用挟持クランプ（Ｃ２）のクランプ本体（３０）と押圧板（３１）によって、ドローン（Ａ）の接地脚（１２）を横方向から挟み付け、一対の貫通ボルト（３２）とその締結ナット（３３）によって固定するわけである。図２の符号（Ｐ２）は上記固定点（Ｐ１）と別個に点在分布する４個所での固定点を示している。

このようにして上記飛行安全フレーム（Ｆ）をドローン（Ａ）へ、そのドローン（Ａ）におけるアーム（１１）の先端部に対する放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）の固定点（Ｐ１）と、同じくドローン（Ａ）の接地脚（２８）に対する接地脚用挟持クランプ（Ｃ２）の固定点（Ｐ２）との点在分布する合計８個所において、図１〜３のような全体の包囲状態に取り付けた上、そのドローン（Ａ）を体育館や囲いネットから成る飛行練習場などの屋内を初め、屋外で飛行させれば良い。

上記飛行安全フレーム（Ｆ）は軽く、しかも高強度な繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、最も好ましくは炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の管材（直管材と曲管材）から枠組みされているため、ドローン（Ａ）の重量や延いては消費電力の増加を招かず、板材よりも空気抵抗を受けない結果、ドローン（Ａ）を極力長時間円滑に飛行させることができる。

また、ドローン（Ａ）のプロペラ（１３）を上段壁枠（ＷＡ）と下段壁枠（ＷＢ）によって、その横方向（周縁方向）から全体的に包囲しているだけでなく、その機体（１０）や複数のアーム（１１）も含む全体を、上方から屋根枠（Ｒ）によって被覆しているため、ドローン（Ａ）のプロペラ（１３）は勿論のこと、その機体（１０）やこれから張り出すアーム（１１）が、飛行中に他物と衝突して破損したり、飛行練習場の囲いネットに絡らみ付いたり、逆に他物に損傷や他人に危険を与えたりするおそれなく、優れた防護効果（安全性）を得られるのである。

更に、上記飛行安全フレーム（Ｆ）における就中屋根枠（Ｒ）の荷重が作用しても、ドローン（Ａ）の接地脚（１２）に取り付け固定された支持脚（２８）が、その壁枠（Ｗ）を下方から突っ張り状態に支持しているため、不慮に撓み変形したり、風の影響を受けて振れ動いたりするおそれがなく、常に安定な取付状態と飛行姿勢の均衡性を確保することができる。

何れにしても、上記飛行安全フレーム（Ｆ）はドローン（Ａ）を全体的に包囲するようになっているため、その骨組である屋根枠（Ｒ）と壁枠（Ｗ）を利用して、カバーネット（３４）を図２３、２４のような包囲状態に張り付けることにより、手指がドローン（Ａ）の高速回転するプロペラ（１３）に触れる危険を予防することも可能である。そのためのカバーネット（３４）は上記屋根枠（Ｒ）と壁枠（Ｗ）のほか、支持脚（２８）も含む骨組の全体へその包囲状態に張り付けても良い。

次に、図２５、２６は図１〜３と対応する変形実施形態を示しており、これから明白なように、ドローン飛行安全フレーム（Ｆ）の屋根枠（Ｒ）をその頂点部の上記十文字型（四方）管継手（１６）に代る八方管継手（３５）や六方管継手（図示省略）などの採用によって、平面視の全体的な細かい放射対称型に枠組みしても良い。その屋根枠（Ｒ）を側面視のアーチ型に弯曲形成することは、上記基本実施形態と同じである。

また、同じく飛行安全フレーム（Ｆ）の壁枠（Ｗ）をその一段乃至三段の何れにあっても、平面視の悉く同じ円形に枠組み造形すると共に、その部分補強ブレースとして機能する複数本（図例では４本）の水平なクロスビーム（２０）を、その壁枠（Ｗ）へ平面視の全体的な放射対称型に分布する橋渡し状態に固定横架させても良い。

そして、その壁枠（Ｗ）の部分補強ブレースとなる各クロスビーム（２０）の途中へ、やはり放射アーム用挟持クランプ（Ｃ１）を摺動自在に差し込み嵌合するのである。その他の構成や使用法は図１〜２２の上記基本実施形態と実質的に同一であるため、図２５、２６に図１〜２２と同一の符号を記入するにとどめて、その変形実施形態の詳細な説明を省略する。

上記変形実施形態に係るドローン用飛行安全フレーム（Ｆ）の構成では、その屋根枠（Ｒ）は上記基本実施形態のそれと同じく、曲管材（Ｃｍ１）によって側面視のアーチ型に造形されているが、壁枠（Ｗ）は複数本の曲管材（Ｃｍ２）のみから平面視の円形に組み立てられているため、その屋根枠（Ｒ）についは直管材（Ｓｍ１）だけの長さか又は直管材（Ｓｍ１）の長さと曲管材（Ｃｍ１）の長さとを長く又は短かく変化させ、壁枠（Ｗ）についてはその曲管材（Ｃｍ２）の長さを長く又は短かく変化させて、上記基本実施形態と同様に差し込み一本化することにより、上記飛行安全フレーム（Ｆ）の屋根枠（Ｒ）と壁枠（Ｗ）における枠組みの大きさをドローン（Ａ）の大きさに応じて、大きく又は小さく変更・調整することができ、そのドローン（Ａ）の全体的な包囲状態を得られるのである。

（１０）・機体
（１１）・アーム
（１２）・接地脚
（１３）・プロペラ
（１４）・カバーケース
（１６）（１８）・十文字型（四方）管継手
（１７）・スペーサー
（１９）・倒立Ｔ字型（三方）管継手
（２０）・クロスビーム
（２１）・三方管継手
（２２Ｌ）（２２Ｒ）・変則四方管継手
（２８）・支持脚
（３４）・カバーネット
（Ａ）・ドローン（小型無人航空機）
（Ｆ）・飛行安全フレーム
（Ｃ１）・放射アーム用挟持クランプ
（Ｃ２）・接地脚用挟持クランプ
（Ｗ）・壁枠
（ＷＡ）・上段壁枠
（ＷＢ）・下段壁枠
（Ｒ）・屋根枠
（Ｐ１）（Ｐ２）・固定点
（Ｓｍ）（Ｓｍ１）（Ｓｍ２）（Ｓｍ３）（Ｓｍ４）・直管材
（Ｃｍ）（Ｃｍ１）（Ｃｍ２）（Ｃｍ３）（Ｃｍ４）・曲管材

Claims (8)

1. ドローンを上方から覆う屋根枠と、その屋根枠の下端部に連結されて、ドローンのプロペラを横方向から全体的に包囲する壁枠と、ドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部と接近するように、上記壁枠の途中へ部分的な橋渡し状態に横架された複数本の水平なクロスビームと、同じく壁枠の別異な途中からドローンの接地脚に向かって張り出された複数本の支持脚とを備え、
   上記屋根枠と壁枠、クロスビーム並びに支持脚がすべて炭素繊維強化プラスチックやガラス繊維強化プラスチック、その他の繊維強化プラスチックの管材から成り、
   その上記クロスビームの途中がドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ、上記支持脚の張り出し先端部がドローンの接地脚へ、各々取り付け使用されるように関係設定したことを特徴とするドローン用飛行安全フレーム。
2. 屋根枠を繊維強化プラスチックから成る複数本づつの直管材と曲管材とから、平面視の十文字型やその他の全体的な放射対称型で、且つ側面視のアーチ型に組み立てたことを特徴とする請求項１記載のドローン用飛行安全フレーム。
3. 壁枠を横方向から見て平行な少なくとも上下一対として、その何れも平面視の同じ円形又は各コーナー部が円弧状をなす平面視の同じ正多角形に造形すると共に、
   上記壁枠における少なくとも一対の上下相互間を一定帯幅のフラットな壁面として、ドローンにおけるプロペラの回転領域を横方向から包囲したことを特徴とする請求項１記載のドローン用飛行安全フレーム。
4. 壁枠を側面視の平行な少なくとも上下一対として、その何れも平面視の同じ円形又は各コーナー部が円弧状をなす平面視の同じ正多角形に造形する一方、
   屋根枠を平面視の全体的な放射対称型で、且つ側面視のアーチ型に造形して、
   その屋根枠の下端部を少なくとも上下一対の壁枠へ、立体交叉状態に組み付け、
   その上段壁枠又は下段壁枠の途中へ、複数本の水平なクロスビームを全体的な放射対称型として分布する橋渡し状態に組み付けると共に、
   ドローンの接地脚に向かって斜めに張り出す支持脚の上端部を、下段壁枠の途中へ組み付けたことを特徴とする請求項１記載のドローン用飛行安全フレーム。
5. 壁枠を繊維強化プラスチックから成る複数本づつの直管材と曲管材とから、各コーナー部が円弧状をなす平面視の正多角形に組み立て、
   その壁枠の各コーナー部へ橋渡し状態に固定横架された水平なクロスビームを、すべて直管材のコーナー補強ブレースとして機能させると共に、
   ドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ取り付けるための挟持クランプを、上記コーナー補強ブレースへ各々摺動自在に差し込み嵌合させたことを特徴とする請求項１記載のドローン用飛行安全フレーム。
6. 壁枠を繊維強化プラスチックから成る複数本の曲管材から平面視の円形に組み立て、
   その壁枠へ全体的な放射対称型に分布する橋渡し状態に固定横架された複数本の水平なクロスビームを、すべて直管材の部分補強ブレースとして機能させると共に、
   ドローンにおける機体の放射方向へ張り出すアームの先端部又はその先端部に存在するプロペラ回転駆動モーター用カバーケースへ取り付けるための挟持クランプを、上記部分補強ブレースへ各々摺動自在に差し込み嵌合させたことを特徴とする請求項１記載のドローン用飛行安全フレーム。
7. 支持脚をすべて繊維強化プラスチックの直管材として、ドローンの接地脚へ取り付けるための挟持クランプを、その支持脚の張り出し先端部へ差し込み固定したことを特徴とする請求項１記載のドローン用飛行安全フレーム。
8. 屋根枠と壁枠を骨組とするか、又は屋根枠と壁枠並びに支持脚を骨組として、その骨組の全体へカバーネットを包囲状態に張り付けたことを特徴とする請求項１記載のドローン用飛行安全フレーム。

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