JP2019170249A - タンクおよびそれを備える飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】内部に収容された液体の揺れを方向に拘わらず抑制できる、タンクおよびそれを備える飛行体を提供する。【解決手段】マルチコプタ１０の散布タンク４８は、タンク本体５６と、タンク本体５６内において下面５６ｉから上方に延びる第１凸部５８とを含む。第１凸部５８の水平方向の断面は、環状の外形を有する。第１凸部５８は、タンク本体５６の底部５６ｂを上方に凹ますことによって形成され、タンク本体５８の外側下面５６ｊに凹部５８ｃ，５８ｄが形成される。第１凸部５８の水平方向の断面の外形によって囲まれる面積は、上部５８ａより下部５８ｂの方が大きい。タンク本体５６の最下部に、排出口６０ａを有する溜り部６０が設けられる。タンク本体５６内の下面５６ｉは、溜り部６０に向かって下方に傾斜する。液体ポンプ６２は、排出口６０ａよりも低い位置で排出口６０ａに接続される。【選択図】図８

Description

この発明はタンクおよびそれを備える飛行体に関し、より特定的には液体が収容されるタンクおよびそれを備える飛行体に関する。

飛行体に搭載された液剤散布装置では、飛行体の移動速度の変化によってタンク内の液剤が揺れてある方向に偏ると、液剤散布装置を含めた飛行体の重心が変化するために、飛行体の挙動に悪影響を及ぼすおそれがある。

そこで、特許文献１に開示されている遠隔操縦用ヘリコプタの噴霧装置では、液剤の揺れを抑制するために、防除タンク内に、内部を左右に４分割する左・中央・右の３枚の仕切板が前後方向に延びるように設けられている。

特開平１０―８４８３７号公報

特許文献１の噴霧装置では、防除タンク内の液剤の左右方向の揺れを抑制できるが、前後方向の揺れを抑制できない。

それゆえにこの発明の主たる目的は、内部に収容された液体の揺れを方向に拘わらず抑制できる、タンクおよびそれを備える飛行体を提供することである。

上述の目的を達成するために、中空状のタンク本体と、タンク本体内において下面から上方に延びる第１凸部および／または上面からタンク本体の内部空間の上下方向の中心よりも下方まで延びる第２凸部とを備え、第１凸部および第２凸部の水平方向の断面は、環状の外形を有する、タンクが提供される。

この発明では、タンク本体内において、下面から上方に延びる第１凸部、および／または上面からタンク本体の内部空間の上下方向の中心よりも下方まで延びる第２凸部が設けられる。ここで、第１凸部および第２凸部の水平方向の断面は、環状の外形を有し、タンク本体内において、第１凸部の側方に存在する液体は、第１凸部を取り巻くように環状に分布し、第２凸部の側方に存在する液体は、第２凸部を取り巻くように環状に分布する。したがって、タンクが移動する速度が変化しても、その速度が変化する方向への液体の移動を第１凸部や第２凸部によって妨げることができ、液体の揺れを方向に拘わらず抑制できる。

好ましくは、第１凸部は、タンク本体の底部を上方に凹ますことによって形成され、タンク本体の外側下面に凹部が形成される。この場合、タンク本体の底部を上方に凹ますことによって、タンク本体内に第１凸部が形成されるとともに、タンク本体の外側下面に凹部が形成されるので、タンク本体の当該凹部の空間を有効利用できる。

また好ましくは、第１凸部の水平方向の断面の外形によって囲まれる面積は、上部より下部の方が大きい。この場合、タンク本体内において第１凸部の下部の側方に分布する液体の水平方向の断面積は、第１凸部の上部の側方に分布する液体の水平方向の断面積より小さい。したがって、タンク本体内の液体が少なくなったとき、液体の揺れをさらに抑制できる。また、液体が少なくなったときでも、タンク本体内の液面高さを確保できるので、タンク本体内の下部に液体を確保してタンク本体から液体を排出し易い。

さらに好ましくは、タンク本体の最下部に設けられかつ排出口を有する溜り部をさらに含む。この場合、タンクの移動速度が変化するときやタンクが傾斜するときであっても、溜り部ひいては排出口に液体を確保し易い。

好ましくは、タンク本体内の下面は、溜り部に向かって下方に傾斜する。この場合、タンク本体内の液体を溜り部に容易に導くことでき、溜り部に液体をさらに容易に確保できる。

また好ましくは、排出口よりも低い位置で排出口に接続される液体供給部をさらに含む。この場合、溜り部の液体が空になるまで溜り部の排出口から液体供給部に液体を容易に導くことができる。

さらに好ましくは、タンク本体の外側下面において凹部に連設される切欠きをさらに含む。この場合、タンクを上下逆さまにして洗浄するとき、タンク本体の外側下面に形成された凹部内の水を、流路となる切欠きを介して円滑に外部に排出でき、洗浄作業が容易になる。

好ましくは、タンクは散布タンクである。この場合、散布タンクのタンク本体に収容される液体の揺れを方向に拘わらず抑制でき、液体を円滑に散布できる。

液体がタンク本体に収容されたタンクを有する飛行体は、飛行態様や風などの外力に起因して揺れやすく、それに伴ってタンク本体に収容された液体も揺れやすいので、この発明は、飛行体に好適に用いることができる。

この発明によれば、内部に収容された液体の揺れを方向に拘わらず抑制できるタンクおよびそれを備える飛行体が得られる。

この発明の一実施形態に係る散布タンクを含むマルチコプタを示す平面図である。 図１の実施形態に係るマルチコプタを示す正面図である。 図１の実施形態に係るマルチコプタを示す側面図である。 散布装置および脚部ユニットを示す正面図である。 散布装置および脚部ユニットを示す側面図である。 散布装置および脚部ユニットを示す底面図である。 散布タンクを示す平面図である。 散布タンクのＡ―Ａ断面図である。 散布タンクのＢ−Ｂ断面図である。 散布タンクのＣ−Ｃ断面図解図である。 散布タンクのＤ−Ｄ断面図解図である。 散布タンクのＥ−Ｅ断面図である。 この発明の他の実施形態に係る散布タンクを示す断面図解図である。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。ここでは、この発明の一実施形態に係るタンクを、飛行体の一例であるマルチコプタ１０の散布タンク４８（後述）に適用する場合について説明する。

図１〜図３を参照して、マルチコプタ１０は、フレーム１２と、複数（この実施形態では、２つ）のバッテリ１４と、電装ボックス（図示せず）と、蓋部１６と、複数（この実施形態では、８個）の羽部１８と、脚部ユニット２０と、散布装置２２とを含む。

フレーム１２は、モノコック構造を有し、上面開口かつ容器状に形成される。フレーム１２には、２つのバッテリ１４および電装ボックスが収容される。フレーム１２の上部には、蓋部１６が取り付けられる。

フレーム１２の一方側部（この実施形態では、左側部）および他方側部（この実施形態では、右側部）にはそれぞれ、４個の羽部１８が取り付けられる。各羽部１８は、アーム２４と、アーム２４の先端部に設けられるロータユニット２６とを含む。ロータユニット２６は、駆動源である電動モータ２８と、電動モータ２８によって回転駆動されるロータブレード３０とを含む。この実施形態では、各ロータユニット２６は、シングルロータユニットである。

フレーム１２の一方側部には、前方に延びる羽部１８のアーム２４がブラケット３２を介して、後方に延びる羽部１８のアーム２４がブラケット３４を介して、左方に延びる２つの羽部１８のアーム２４がブラケット３６を介して取り付けられる。同様に、フレーム１２の他方側部には、前方に延びる羽部１８のアーム２４がブラケット３４を介して、後方に延びる羽部１８のアーム２４がブラケット３２を介して、右方に延びる２つの羽部１８のアーム２４がブラケット３６を介して取り付けられる。なお、左方に延びる２つの羽部１８の各ロータユニット２６の回転方向が逆に設定されると、実質的に同軸二重反転ロータとして機能する。右方に延びる２つの羽部１８の各ロータユニット２６についても同様である。

フレーム１２の外周面には、脚部ユニット２０が取り付けられる。

図４〜図６を参照して、脚部ユニット２０は、複数（この実施形態では、４個）の脚部３８、複数（この実施形態では、２つ）の連結部材４０ａ、複数（この実施形態では、２つ）の連結部材４０ｂ、および複数（この実施形態では、２つ）の連結部材４２を含む。２つの脚部３８は、連結部材４２を介して相互に連結され、かつ散布タンク４８の一方側（この実施形態では、左側）両隅に連結部材４０ａ，４０ｂおよび４２を介して連結される。同様に、２つの脚部３８は、連結部材４２を介して相互に連結され、かつ散布タンク４８の他方側（この実施形態では、右側）両隅に連結部材４０ａ，４０ｂおよび４２を介して連結される。前方の２つの脚部３８はそれぞれブラケット４４を介して、後方の２つの脚部３８はそれぞれブラケット４６を介して、フレーム１２に連結される（図２、図３参照）。

フレーム１２の下方には、脚部ユニット２０に支持される散布装置２２が設けられる。

図４〜図６を参照して、散布装置２２は、液体の液剤Ｒを収容する散布タンク４８と、複数（この実施形態では、２つ）のアーム状の配管５０ａ，５０ｂと、液剤Ｒを吐出するための複数（この実施形態では、２つ）のノズル５２ａ，５２ｂと、ノズル５２ａ，５２ｂを支持する支持部５４ａ，５４ｂとを含む。

図７〜図１２を参照して、散布タンク４８について詳細に説明する。

散布タンク４８は、フレーム１２の下方に設けられ（図２、図３参照）、タンク本体５６と、第１凸部５８と、溜り部６０と、液体供給部である液体ポンプ６２とを含む。

タンク本体５６は、中空略箱形状を有し、天井部５６ａ、底部５６ｂ、前壁部５６ｃ、後壁部５６ｄ、左側壁部５６ｅおよび右側壁部５６ｆを含む。天井部５６ａは、タンク本体５６の天井を形成する。前壁部５６ｃは、天井部５６ａの前端部から下方に延びたのち斜め下内方に延びて、再び下方に延びる。後壁部５６ｄは、天井部５６ａの後端部から下方に延びたのち斜め下内方に延びて、再び下方に延びる。左側壁部５６ｅは、天井部５６ａの左端部から下方に延びたのち斜め下内方に延びて、再び下方に延びる。左側壁部５６ｅは、前壁部５６ｃと後壁部５６ｄとを連結する。右側壁部５６ｆは、天井部５６ａの右端部から下方に延びたのち斜め下内方に延びて、再び下方に延びる。右側壁部５６ｆは、前壁部５６ｃと後壁部５６ｄとを連結する。底部５６ｂは、天井部５６ａに対向するように天井部５６ａの下方に設けられ、前壁部５６ｃ、後壁部５６ｄ、左側壁部５６ｅおよび右側壁部５６ｆに接続されるように形成される。

天井部５６ａおよび後壁部５６ｄには、後方斜め上に延びる膨出部５６ｇが設けられ、その上端部に液剤Ｒの注入部５６ｈが形成される。注入部５６ｈは、タンク本体５６の幅方向における中央に位置し、フレーム１２の後部の幅方向中央部の下方に位置する。膨出部５６ｇの上部および両側部は、注入部５６ｈから天井部５６ａおよび後壁部５６ｄに向けて広がるように形成される。注入部５６ｈには、キャップ６４が取り付けられる。

また、タンク本体５６における左右方向両端部の前後方向中央部にはそれぞれ、支持部５４ａ，５４ｂを支持するための凹部６６ａ，６６ｂが設けられる。

第１凸部５８は、タンク本体５６の底部５６ｂを上方に凹ますことによって、タンク本体５６内において下面５６ｉから上方に延びるように形成される。図１２を参照して、第１凸部５８の水平方向の断面は、環状（この実施形態では、略角環状）の外形を有する。この実施形態では、第１凸部５８は、複数段を有するように形成され、上部５８ａと下部５８ｂとを有する。第１凸部５８の水平方向の断面の外形によって囲まれる面積は、上部５８ａより下部５８ｂの方が大きい。またこのとき、タンク本体５６の外側下面５６ｊ（下面５６ｉの裏面）の中央部に凹部５８ｃ，５８ｄが形成される（図６、図１２参照）。凹部５８ｄは凹部５８ｃの下側に位置する。凹部５８ｃは上部５８ａに対応し、凹部５８ｄは下部５８ｂに対応する。

溜り部６０は、略逆錐台状に形成され、タンク本体５６の最下部に設けられかつ排出口６０ａを有する。タンク本体５６内の下面５６ｉは、溜り部６０に向かって下方に傾斜する。排出口６０ａには、ノズル部６８ａを有するキャップ６８が取り付けられる。

図６をも参照して、液体ポンプ６２は、ブラケット７０を介して、複数（この実施形態では、４個）の締結部材７２によって、ケース７４の底部の略中央部に取り付けられる。ケース７４には、基板７６等が収容される。このようなケース７４は、ブラケット７８を介して、複数（この実施形態では、４個）の締結部材８０によって、タンク本体５６の外側下面５６ｊに形成された凹部５８ｄに取り付けられ、タンク本体５６に支持される。ケース７４は、ブラケット７８と一体的に形成されることが好ましい。

このとき、ケース７４は、凹部５８ｃとの間にギャップを有し、かつ凹部５８ｃの略中央の真下に配置される。したがって、液体ポンプ６２も凹部５８ｃの略中央の真下に配置される。液体ポンプ６２は、キャップ６８および配管８２を介して、排出口６０ａよりも低い位置で溜り部６０の排出口６０ａに接続される。したがって、排出口６０ａから排出された液剤Ｒは、下り勾配で液体ポンプ６２に供給される。

このような散布タンク４８の凹部６６ａ，６６ｂにそれぞれ、支持部５４ａ，５４ｂの一端部が固定されて、散布タンク４８の両側から左右方向に延びるように、支持部５４ａ，５４ｂが設けられる。支持部５４ａ，５４ｂによってノズル５２ａ，５２ｂが支持される。配管５０ａ，５０ｂは、液体ポンプ６２から左右方向に延びる。配管５０ａ，５０ｂの先端部にそれぞれ、ノズル５２ａ，５２ｂが設けられる。

散布タンク４８内の液剤Ｒは、重力によって、溜り部６０、キャップ６８および配管８２を介して液体ポンプ６２に供給され、液体ポンプ６２によって、配管５０ａ，５０ｂを介してノズル５２ａ，５２ｂに圧送され、ノズル５２ａ，５２ｂから下方に向かって吐出される。

このような散布タンク４８を有するマルチコプタ１０によれば、タンク本体５６内において、下面５６ｉから上方に延びる第１凸部５８が設けられる。ここで、第１凸部５８の水平方向の断面は、環状の外形を有し、タンク本体５６内において、第１凸部５８の側方に存在する液剤Ｒは、第１凸部５８を取り巻くように環状に分布する（図１０、図１１参照）。したがって、散布タンク４８が移動する速度が変化しても、その速度が変化する方向への液剤Ｒの移動を第１凸部５８によって妨げることができ、液剤Ｒの揺れを方向に拘わらず抑制できる。たとえば、散布タンク４８の水平方向の速度が変化した場合、第１凸部５８の存在により液剤Ｒが当該水平方向に往復移動できず、液剤Ｒの揺れを抑制できる。また、散布タンク４８の垂直方向の速度が変化した場合、第１凸部５８の存在により液剤Ｒとタンク本体５６との接触面積が増えるので、摩擦によって、液剤Ｒの上下方向の揺れを抑制できる。このように、散布タンク４８に収容される液剤Ｒの揺れを方向に拘わらず抑制でき、液剤Ｒを円滑に散布できる。

また、タンク本体５６の内部は仕切られていないので、タンク本体５６の内部の洗浄も容易になる。

タンク本体５６の底部５６ｂを上方に凹ますことによって、タンク本体５６内に第１凸部５８が形成されるとともに、タンク本体５６の外側下面５６ｊに凹部５８ｃ，５８ｄが形成されるので、タンク本体５６の凹部５８ｃ，５８ｄの空間を有効利用できる。

具体的には、液体ポンプ６２は、散布タンク４８の最下部に位置するが、液体ポンプ６２の下方から外力が加わってブラケット７８が破損しても、タンク本体５６の下方に凹部５８ｃ，５８ｄの空間があるので、液体ポンプ６２やケース７４の破損を抑制できる。また、タンク本体５６の凹部５８ｃ，５８ｄには、液体ポンプ６２や基板７６が配置されていないので、タンク本体５６を掃除し易くなる。

タンク本体５６内において第１凸部５８の下部５８ｂの側方に分布する液剤Ｒの水平方向の断面積は、第１凸部５８の上部５８ａの側方に分布する液剤Ｒの水平方向の断面積より小さい。前者の断面積は、後者の断面積より、少なくとも図１２において斜線で示す領域以上小さい。したがって、タンク本体５６内の液剤Ｒが少なくなったとき、液剤Ｒの揺れをさらに抑制できる。また、液剤Ｒが少なくなったときでも、タンク本体５６内の液面高さを確保できるので、タンク本体５６内の下部５８ｂの側方に液剤Ｒを確保してタンク本体５６から液剤Ｒを排出し易い。さらに、前壁部５６ｃ、後壁部５６ｄ、左側壁部５６ｅおよび右側壁部５６ｆはそれぞれ、上部より下部の方が内方に位置しているので、上述の効果はより顕著となる。

タンク本体５６の最下部に溜り部６０が設けられるので、散布タンク４８の移動速度が変化するときや散布タンク４８が傾斜するときであっても、溜り部６０ひいては排出口６０ａに液剤Ｒを確保し易い。

タンク本体５６内の下面５６ｉは、溜り部６０に向かって下方に傾斜するので、タンク本体５６内の液剤Ｒを溜り部６０に容易に導くことでき、溜り部６０に液剤Ｒをさらに容易に確保できる。

液体ポンプ６２は溜り部６０の排出口６０ａよりも低い位置で排出口６０ａに接続されるので、溜り部６０の液剤Ｒが空になるまで溜り部６０の排出口６０ａから液体ポンプ６２に液剤Ｒを容易に導くことができる。

また、図１３に示す散布タンク４８ａのように、タンク本体８４内において、第１凸部５８だけではなく、第２凸部８６が設けられてもよい。第２凸部８６は、タンク本体８４の天井部８４ａおよび／または膨出部８４ｂを下方に凹ますことによって、タンク本体８４内の上面８４ｃからタンク本体８４の内部空間の上下方向の中心Ｃよりも下方まで延びるように設けられる。第２凸部８６の水平方向の断面は、第１凸部５８と同様に、環状の外形を有する。タンク本体８４のその他の構成については、タンク本体５６と同様である。

この場合、タンク本体８４内において、第１凸部５８の側方に存在する液剤Ｒは、第１凸部５８を取り巻くように環状に分布し、第２凸部８６の側方に存在する液剤Ｒは、第２凸部８６を取り巻くように環状に分布する。したがって、散布タンク４８ａが移動する速度が変化しても、その速度が変化する方向への液剤Ｒの移動を、第１凸部５８だけではなく第２凸部８６によっても妨げることができ、液剤Ｒの揺れを方向に拘わらずさらに抑制できる。

なお、散布タンク４８ａにおいて、第１凸部５８が設けられることなく、第２凸部８６が設けられてもよい。

散布タンクにおいて、タンク本体内にドーナツ型の収容空間が形成されるように、タンク本体を上下に貫通する貫通孔がタンク本体に形成されてもよい。

散布タンクにおいて、第１凸部は、錐状または錘台状に形成されてもよい。

図６、図８および図１２を参照して、タンク本体５６の外側下面５６ｊにおいて凹部５８ｃ，５８ｄからの排水用の溝となる切欠き８８が、凹部５８ｃ，５８ｄに連接されてもよい。

この場合、散布タンク４８を上下逆さまにして洗浄するとき、タンク本体５６の外側下面５６ｊに形成された凹部５８ｃ，５８ｄ内の水を、切欠き８８を介して円滑に外部に排出でき、洗浄作業が容易になる。なお、切欠き８８は複数形成されてもよい。切欠き８８は、図１３に示す散布タンク４８ａのタンク本体８４に設けられてもよい。

上述の実施形態では、この発明に係るタンクを散布タンクに適用した場合について説明したが、これに限定されない。この発明に係るタンクは、燃料タンク等の液体が収容される任意のタンクに好適に用いることができる。

上述の実施形態では、この発明に係るタンクをマルチコプタに適用した場合について説明したが、これに限定されない。液体がタンク本体に収容されたタンクを有する飛行体は、飛行態様や風などの外力に起因して揺れやすく、それに伴ってタンク本体に収容された液体も揺れやすいので、この発明に係るタンクは、液体がタンク本体に収容されたタンクを有する任意の飛行体に好適に用いることができる。

１０ マルチコプタ
４８ 散布タンク
５６，８４ タンク本体
５６ｂ タンク本体の底部
５６ｉ タンク本体内の下面
５６ｊ タンク本体の外側下面
５８ 第１凸部
５８ａ 第１凸部の上部
５８ｂ 第１凸部の下部
５８ｃ，５８ｄ，６６ａ，６６ｂ 凹部
６０ 溜り部
６０ａ 排出口
６２ 液体ポンプ
８４ｃ タンク本体内の上面
８６ 第２凸部
８８ 切欠き
Ｒ 液剤

Claims (9)

1. 中空状のタンク本体と、
   前記タンク本体内において下面から上方に延びる第１凸部および／または上面から前記タンク本体の内部空間の上下方向の中心よりも下方まで延びる第２凸部とを備え、
   前記第１凸部および前記第２凸部の水平方向の断面は、環状の外形を有する、タンク。
2. 前記第１凸部は、前記タンク本体の底部を上方に凹ますことによって形成され、
   前記タンク本体の外側下面に凹部が形成される、請求項１に記載のタンク。
3. 前記第１凸部の水平方向の断面の外形によって囲まれる面積は、上部より下部の方が大きい、請求項１または２に記載のタンク。
4. 前記タンク本体の最下部に設けられかつ排出口を有する溜り部をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載のタンク。
5. 前記タンク本体内の下面は、前記溜り部に向かって下方に傾斜する、請求項４に記載のタンク。
6. 前記排出口よりも低い位置で前記排出口に接続される液体供給部をさらに含む、請求項４または５に記載のタンク。
7. 前記タンク本体の外側下面において前記凹部に連設される切欠きをさらに含む、請求項２に記載のタンク。
8. 散布タンクである、請求項１から７のいずれかに記載のタンク。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のタンクを備える、飛行体。

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