JP2020158098A - 飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】搭乗者の運転フィーリングや乗り心地を向上させることができる飛行体を提供する。【解決手段】搭乗者が搭乗可能であって地上から浮上して移動する飛行体１であって、搭乗者が搭乗する機体２と、機体に配設されて機体の前後方向のロール軸Ｒを中心としてロール方向に可動する、機体の上下方向の推進力を発生させる第１回転翼部３、４と、第１回転翼部に配設されて機体の左右方向のピッチ軸Ｐを中心としてピッチ方向の前方に可動して機体の前後方向の推進力を発生させる第２回転翼部５、６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、飛行体、特に、搭乗者が搭乗可能であって地上から浮上して移動する飛行体に関する。

搭乗者を乗せて浮上して移動することが可能な飛行体は、陸路を移動する自動二輪車等の移動体が、陸路を移動する際に他の移動体との関係で受けることになる移動に対する制約を受けることなく移動することが可能であることから、新たな移動手段として実現されることが期待されている。

本発明の特許出願人は、特許文献１において、搭乗者を乗せた状態で、プロペラの回転によって地上から５０ｃｍ乃至１００ｃｍ程度の高さに浮上して移動する、いわゆるホバーバイクとも称される飛行体を提案している。

特開２０１９−１４３９６公報

この種の飛行体を、陸路の移動体以外の新たな移動手段として実現するためには、法律や各種の規制の整備が必要となる一方で、飛行体が備えるべき技術的な性能である、搭乗者の運転フィーリングや乗り心地の向上を図ることも必要となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、搭乗者の運転フィーリングや乗り心地を向上させることができる飛行体を提供することを課題とするものである。

上記課題を達成するための、本発明に係る飛行体は、搭乗者が搭乗可能であって地上から浮上して移動する飛行体であって、搭乗者が搭乗する機体と、機体に配設されて機体の前後方向のロール軸を中心としてロール方向に可動する、機体の上下方向の推進力を発生させる第１回転翼部と、第１回転翼部に配設されて機体の左右方向のピッチ軸を中心としてピッチ方向の前方に可動して機体の前後方向の推進力を発生させる第２回転翼部と、を備えるものである。

この飛行体の第１回転翼部は、機体の前側に配設される前側第１回転翼部及び機体の後側に配設される後側第１回転翼部を備え、第２回転翼部は、前側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の前側第２回転翼部及び後側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の後側第２回転翼部を備えるものであってもよい。

この飛行体は、前側第１回転翼部及び後側第１回転翼部の上下方向の推進力によって地上から浮上して水平方向に移動する際に、一対の前側第２回転翼部及び一対の後側第２回転翼部がピッチ方向の前方に可動する。

このとき、一対の前側第２回転翼部及び一対の後側第２回転翼部によって、前後方向の推進力が発生して、飛行体の移動が加速されることから、搭乗者の運転フィーリングが向上する。

一方、搭乗者が機体の上で体勢を崩して飛行体が傾く、あるいは横風等の影響によって飛行体が煽られて傾くといった場合に、前側第１回転翼部あるいは後側第１回転翼部が機体に対してロール方向に可動して、飛行体の体勢が水平状態に速やかに復帰せしめられることから、搭乗者の乗り心地が向上する。

上記課題を達成するための、本発明に係る飛行体は、搭乗者が搭乗可能であって地上から浮上して移動する飛行体であって、搭乗者が搭乗する機体と、機体に配設されて機体の前後方向のロール軸を中心としてロール方向に可動するとともに、機体の左右方向のピッチ軸を中心としてピッチ方向の前方に可動して機体の上下方向の推進力と機体の前後方向の推進力との合成による推進力を発生させる第１回転翼部と、第１回転翼部に配設されて機体の左右方向のピッチ軸を中心としてピッチ方向の前方に可動して機体の前後方向の推進力を発生させる第２回転翼部と、を備えるものである。

この飛行体の第１回転翼部は、機体の前側に配設される前側第１回転翼部及び機体の後側に配設される後側第１回転翼部を備え、第２回転翼部は、前側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の前側第２回転翼部及び後側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の後側第２回転翼部を備えるものであってもよい。

この飛行体は、前側第１回転翼部及び後側第１回転翼部の上下方向の推進力によって地上から浮上して水平方向に移動する際に、前側第１回転翼部及び後側第１回転翼部がピッチ方向の前方に可動する。

これにより、上下方向の推進力と前後方向の推進力との合成による推進力が発生して、飛行体の移動が加速されることから、搭乗者の運転フィーリングが向上する。

さらに、一対の前側第２回転翼部及び一対の後側第２回転翼部によって、前後方向の推進力が発生して、飛行体の移動が更に加速されることから、搭乗者の運転フィーリングが向上する。

一方、搭乗者が機体の上で体勢を崩して飛行体が傾く、あるいは横風等の影響によって飛行体が煽られて傾くといった場合に、前側第１回転翼部あるいは後側第１回転翼部が機体に対してロール方向に可動して、飛行体の体勢が水平状態に速やかに復帰せしめられることから、搭乗者の乗り心地が向上する。

さらに、飛行体は、第１回転翼部を駆動させるエンジン及び第２回転翼部を駆動させるモータを備えるものであってもよい。

この発明によれば、搭乗者の運転フィーリングや乗り心地を向上させることができる。

本発明の第１実施の形態に係る飛行体の構成の概略を説明する概念図である。 同じく、本実施の形態に係る飛行体のハードウェア構成の概略を説明するブロック図である。 同じく、本実施の形態に係る飛行体の制御部の構成の概略を説明するブロック図である。 同じく、本実施の形態に係る飛行体の作動概略を説明する図である。 本発明の第２実施の形態に係る飛行体の構成の概略を説明する概念図である。 同じく、本実施の形態に係る飛行体の作動概略を説明する図である。 本発明の他の実施の形態に係る飛行体の構成の概略を説明する概念図である。

次に、図１〜図７に基づいて、本発明の実施の形態に係る飛行体について説明する。

（第１実施の形態）
まず、図１〜図４に基づいて、本発明の第１実施の形態に係る飛行体について説明する。

図１は、本実施の形態に係る飛行体１の構成の概略を説明する概念図である。図示のように、飛行体１は、搭乗者が搭乗可能であって地上から５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度の高さに浮上して水平方向に移動することが可能な、いわゆるホバーバイクとも称される移動手段である。

この飛行体１は、機体２、第１回転翼部である前側第１プロペラ部３、同じく第１回転翼部である後側第１プロペラ部４、第２回転翼部である一対の前側第２プロペラ部５、５、及び同じく第２回転翼部である一対の後側第２プロペラ部６、６を備える。

機体２は、搭乗者が着座するシート２ａ及び飛行体１を操縦するハンドル２ｂを備え、矢線ＦＢで示す機体２の前後方向の前方向Ｆに前側第１プロペラ部３が配設され、機体２の後方向Ｂに後側第１プロペラ部４が配設される。

前側第１プロペラ部３は、本実施の形態では、機体２の前後方向ＦＢに沿ったロール軸Ｒに沿って設けられるロール可動軸７ａを中心として、機体２に対してロール方向に可動するように構成される。

この前側第１プロペラ部３は、プロペラユニット３Ａ及びプロペラユニット３Ａを収容するケーシング３Ｂを備え、プロペラユニット３Ａは、本実施の形態では、プロペラ３Ａａ、プロペラ３Ａａを回転させるエンジン３Ａｂ及びプロペラ３Ａａを覆うプロペラガード３Ａｃによって構成される。

プロペラ３Ａａは、本実施の形態では、上下方向に重ね合わせられた一対のプロペラ体によって構成され、これら各プロペラ体が互いに反対方向に回転されるいわゆる二重反転プロペラであり、このプロペラ３Ａａの回転によって上下方向の推進力が発生する。

後側第１プロペラ部４は、本実施の形態では、機体２の前後方向ＦＢに沿ったロール軸Ｒに沿って設けられるロール可動軸７ｂを中心として、機体２に対してロール方向に可動するように構成される。

この後側第１プロペラ部４は、プロペラユニット４Ａ及びプロペラユニット４Ａを収容するケーシング４Ｂを備え、プロペラユニット４Ａは、本実施の形態では、プロペラ４Ａａ、プロペラ４Ａａを回転させるエンジン４Ａｂ及びプロペラ４Ａａを覆うプロペラガード４Ａｃによって構成される。

プロペラ４Ａａは、本実施の形態では、上下方向に重ね合わせられた一対のプロペラ体によって構成され、これら各プロペラ体が互いに反対方向に回転されるいわゆる二重反転プロペラであり、このプロペラ４Ａａの回転によって上下方向の推進力が発生する。

一対の前側第２プロペラ部５、５は、本実施の形態では、矢線ＬＲで示す機体２の左右方向に沿ったピッチ軸Ｐに沿って設けられるピッチ可動軸８ａ、８ａを中心として、機体２に対してピッチ方向に可動するように、前側第１プロペラ部３の左右にそれぞれ配設される。

この一対の前側第２プロペラ部５、５は、プロペラ５ａ及びプロペラ５ａを回転させるモータ５ｂによって構成され、機体２に対してピッチ方向に可動した際にプロペラ５ａが回転することによって、前後方向ＦＢの推進力が発生する。

一対の後側第２プロペラ部６、６は、本実施の形態では、機体２の左右方向ＬＲに沿ったピッチ軸Ｐに沿って設けられるピッチ可動軸８ｂ、８ｂを中心として、機体２に対してピッチ方向に可動するように、後側第１プロペラ部４の左右にそれぞれ配設される。

この一対の後側第２プロペラ部６、６は、プロペラ６ａ及びプロペラ６ａを回転させるモータ６ｂによって構成され、機体２に対してピッチ方向に可動した際にプロペラ６ａが回転することによって、前後方向ＦＢの推進力が発生する。

図２は、飛行体１のハードウェア構成の概略を説明するブロック図である。図示のように、飛行体１は、エンジン３Ａｂ（４Ａｂ）及びモータ５ｂ（６ｂ）を制御する制御部１０、エンジン３Ａｂ（４Ａｂ）にガソリンを供給するガソリンタンク１１、エンジン３Ａｂ（４Ａｂ）の動力を利用して発電を行うジェネレータ１２及びジェネレータ１２で発電した電力を調整するパワーコントロールユニット１３を備える。

さらに、飛行体１は、制御部１１に接続されて制御部１０からの制御に基づいてモータ５ｂ（６ｂ）を制御するＥＳＣ２０、エンジン３Ａｂ（４Ａｂ）の動力が電力として供給されて供給された電力をモータ５ｂ（６ｂ）に供給するバッテリ２１及びバッテリ２１の電力管理を行うバッテリコントローラ２２を備える。

図３は、制御部１０の構成の概略を説明するブロック図である。図示のように、制御部１０は、プロセッサ１０Ａ、メモリ１０Ｂ、及びセンサ類１０Ｃを主要構成として備える。

プロセッサ１０Ａは、本実施の形態では例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で構成され、制御部１１の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御や、プログラムの実行に必要な処理等を行う。

メモリ１０Ｂは、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶装置で構成される主記憶装置、及びフラッシュメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶装置を備える。

このメモリ１０Ｂは、プロセッサ１０Ａの作業領域として使用される一方、制御部１１が実行可能であるロジック、コード、あるいはプログラム命令といった各種の設定情報等が格納される。

本実施の形態では、このメモリ１０Ｂに、前側第１プロペラ部３及び後側第１プロペラ部４をロール方向に可動させるプログラム命令、一対の前側第２プロペラ部５、５、及び一対の後側第２プロペラ部６、６をピッチ方向に可動させるプログラム命令が格納される。

さらに、このメモリ１０Ｂに、次述するセンサ類１０Ｃ等から取得したデータが直接的に伝達されて記憶されるように構成してもよい。

センサ類１０Ｃは、本実施の形態では、慣性センサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）、ＧＰＳ衛星から電波を受信するＧＰＳセンサ、近接センサ、ビジョン／イメージセンサ（カメラ）、大気圧を測定する気圧センサ、温度を測定する温度センサといった各種のセンサによって構成される。

本実施の形態では、これら各種のセンサで取得されたデータに基づいて、エンジン３Ａｂ（４Ａｂ）及びモータ５ｂ（６ｂ）の出力等が算出される。

次に、本実施の形態に係る飛行体１の作動概略について説明する。

図４（ａ）で示すように、搭乗者Ｈが飛行体１に搭乗し、飛行体１が地上Ｅから浮上する際には、一対の前側第２プロペラ部５、５のプロペラ５ａが地上に向かうように、一対の前側第２プロペラ部５、５がピッチ可動軸８ａ、８ａを中心として可動し、一対の後側第２プロペラ部６、６のプロペラ６ａが地上Ｅに向かうように、一対の後側第２プロペラ部６、６がピッチ可動軸８ｂ、８ｂを中心として可動する。

続いて、前側第１プロペラ部３のプロペラ３Ａａ、後側第１プロペラ部４のプロペラ４Ａａ、一対の前側第２プロペラ部５、５のプロペラ５ａ、及び一対の後側第２プロペラ部６、６のプロペラ６ａが回転すると、上下方向の推進力Ｆ１が発生して、飛行体１が地上Ｅから浮上する。

その後、浮上した飛行体１が移動する際には、図４（ｂ）で示すように、機体２の前側が下方を向くように、搭乗者Ｈは着座して前傾姿勢をとりながら飛行体１を運転する。これにより、飛行体１が水平方向に移動する。

飛行体１の移動に伴って、本実施の形態では、一対の前側第２プロペラ部５、５がピッチ可動軸８ａ、８ａを中心としてピッチ方向の前方に可動し、一対の後側第２プロペラ部６、６がピッチ可動軸８ｂ、８ｂを中心としてピッチ方向の前方に可動する。

このとき、一対の前側第２プロペラ部５、５のプロペラ５ａ、及び一対の後側第２プロペラ部６、６のプロペラ６ａの回転によって、前後方向ＦＢの推進力Ｆ２が発生して、飛行体１の移動が加速される。

一方、例えば、搭乗者Ｈが機体２の上で体勢を崩したりバランスを崩したりすることによって飛行体１が傾くような場合、あるいは横風等の影響によって飛行体１が煽られて傾くような場合には、図４（ｃ）で示すように、前側第１プロペラ部３がロール可動軸７ａを中心として機体２に対してロール方向に可動し、あるいは後側第１プロペラ部４がロール可動軸７ｂを中心として機体２に対してロール方向に可動して、飛行体１の体勢が水平状態に速やかに復帰せしめられる。

このように、本実施の形態の飛行体１によれば、前側第１プロペラ部３及び後側第１プロペラ部４の上下方向の推進力Ｆ１によって飛行体１が地上Ｅから浮上して水平方向に移動する際に、一対の前側第２プロペラ部５、５、及び一対の後側第２プロペラ部６、６がピッチ方向の前方に可動する。

このとき、プロペラ５ａ及びプロペラ６ａの回転によって、前後方向ＦＢの推進力Ｆ２が発生して、飛行体１の移動が加速されることから、搭乗者Ｈの運転フィーリングが向上する。

一方、搭乗者Ｈが機体２の上で体勢を崩して飛行体１が傾く、あるいは横風等の影響によって飛行体１が煽られて傾くといった場合に、前側第１プロペラ部３あるいは後側第１プロペラ部４が機体２に対してロール方向に可動して、飛行体１の体勢が水平状態に速やかに復帰せしめられることから、搭乗者Ｈの乗り心地が向上する。

（第２実施の形態）
次に、図５及び図６に基づいて、本発明の第２実施の形態に係る飛行体について説明する。

なお、第２実施の形態に係る飛行体の説明に際しては、第１実施の形態の飛行体１と同様の構成には同一の符号を付することによって、第１実施の形態の飛行体１と同様の構成についての説明を省略する。

図５は、本実施の形態に係る飛行体の構成の概略を説明する概念図である。図示のように、飛行体１Ａの前側第１プロペラ部３は、プロペラユニット３Ａが、機体２の左右方向ＬＲに沿ったピッチ軸Ｐに沿って設けられるピッチ可動軸９ａ、９ａを中心として、機体２に対してピッチ方向に可動するように、ケーシング３Ｂに配設される。

後側第１プロペラ部４は、プロペラユニット４Ａが、機体２の左右方向ＬＲに沿ったピッチ軸Ｐに沿って設けられるピッチ可動軸９ｂ、９ｂを中心として、機体２に対してピッチ方向に可動するように、ケーシング４Ｂに配設される。

本実施の形態では、制御部１０のメモリ１０Ｂに、前側第１プロペラ部３及び後側第１プロペラ部４をロール方向及びピッチ方向に可動させるプログラム命令、一対の前側第２プロペラ部５、５、及び一対の後側第２プロペラ部６、６をピッチ方向に可動させるプログラム命令が格納される。

次に、本実施の形態に係る飛行体１Ａの作動概略について説明する。

なお、飛行体１Ａの作動概略を説明する図６において、説明の便宜及び図面の視認性を確保する観点から、一対の前側第２プロペラ部５、５、及び一対の後側第２プロペラ部６、６の図示を省略する。

図６（ａ）で示すように、搭乗者Ｈが飛行体１に搭乗して、上下方向の推進力Ｆ１によって飛行体１が地上Ｅから浮上した状態において、図６（ｂ）で示すように、前側第１プロペラ部３のプロペラユニット３Ａが、ピッチ可動軸９ａ、９ａを中心として機体２に対してピッチ方向の前方に可動し、後側第１プロペラ部４のプロペラユニット４Ａが、ピッチ可動軸９ｂ、９ｂを中心として機体２に対してピッチ方向の前方に可動する。

このとき、プロペラユニット３Ａのプロペラ３Ａａ及びプロペラユニット４Ａのプロペラ４Ａａの回転によって、上下方向の推進力Ｆ１及びこの推進力Ｆ１とともに発生する前後方向ＦＢの推進力Ｆ３によって合成される推進力Ｆ４が発生して、飛行体１の移動が加速される。

さらに、図示しない一対の前側第２プロペラ部５、５がピッチ可動軸８ａ、８ａを中心としてピッチ方向の前方に可動し、同様に図示しない一対の後側第２プロペラ部６、６がピッチ可動軸８ｂ、８ｂを中心としてピッチ方向の前方に可動する。

このとき、一対の前側第２プロペラ部５、５のプロペラ５ａ、及び一対の後側第２プロペラ部６、６のプロペラ６ａの回転によって、前後方向ＦＢの推進力Ｆ２が発生して、飛行体１の移動が更に加速される。

このように、本実施の形態によれば、前側第１プロペラ部３及び後側第１プロペラ部４の上下方向の推進力Ｆ１によって飛行体１が地上Ｅから浮上して水平方向に移動する際に、前側第１プロペラ部３のプロペラユニット３Ａ及び後側第１プロペラ部４のプロペラユニット４Ａが、ピッチ方向の前方に可動する。

このとき、プロペラ３Ａａ及びプロペラ４Ａａの回転によって、上下方向の推進力Ｆ１と前後方向ＦＢの推進力Ｆ３との合成による推進力Ｆ４が発生して、飛行体１Ａの移動が加速されることから、搭乗者Ｈの運転フィーリングが向上する。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。上記第２実施の形態では、前側第１プロペラ部３のプロペラユニット３Ａ及び後側第１プロペラ部４のプロペラユニット４Ａがピッチ方向の前方に可動する場合を説明したが、例えば図７で示すように、前側第１プロペラ部３及び後側第１プロペラ部４がピッチ方向の前方に可動するように構成してもよい。

上記各実施の形態では、前側第１プロペラ部３のプロペラ３Ａａ及び後側第１プロペラ部４のプロペラ４Ａａがそれぞれエンジン３Ａｂ（４Ａｂ）によって回転される場合を説明したが、モータによって回転されるように構成してもよい。

上記各実施の形態では、エンジン３Ａｂ（４Ａｂ）及びモータ５ｂ（６ｂ）が制御部１０によって制御される場合を説明したが、制御部１０とは別にフライトコントローラを配備して、モータ５ｂ（６ｂ）を制御するように構成してもよい。

１、１Ａ 飛行体
２ 機体
３ 前側第１プロペラ部（第１回転翼部）
３Ａｂ エンジン
４ 後側第１プロペラ部（第１回転翼部）
４Ａｂ エンジン
５ 前側第２プロペラ部（第２回転翼部）
５ｂ モータ
６ 後側第２プロペラ部（第２回転翼部）
６ｂ モータ
７ａ、７ｂ ロール可動軸
８ａ、８ｂ ピッチ可動軸
９ａ、９ｂ ピッチ可動軸
１０ 制御部
Ｐ ピッチ軸
Ｒ ロール軸

Claims (5)

1. 搭乗者が搭乗可能であって地上から浮上して移動する飛行体であって、
   前記搭乗者が搭乗する機体と、
   該機体に配設されて該機体の前後方向のロール軸を中心としてロール方向に可動する、前記機体の上下方向の推進力を発生させる第１回転翼部と、
   該第１回転翼部に配設されて前記機体の左右方向のピッチ軸を中心としてピッチ方向の前方に可動して前記機体の前後方向の推進力を発生させる第２回転翼部と、
   を備える飛行体。
2. 前記第１回転翼部は、
   前記機体の前側に配設される前側第１回転翼部及び前記機体の後側に配設される後側第１回転翼部を備え、
   前記第２回転翼部は、
   前記前側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の前側第２回転翼部及び前記後側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の後側第２回転翼部を備える、
   請求項１に記載の飛行体。
3. 搭乗者が搭乗可能であって地上から浮上して移動する飛行体であって、
   前記搭乗者が搭乗する機体と、
   該機体に配設されて該機体の前後方向のロール軸を中心としてロール方向に可動するとともに、前記機体の左右方向のピッチ軸を中心としてピッチ方向の前方に可動して前記機体の上下方向の推進力と前記機体の前後方向の推進力との合成による推進力を発生させる第１回転翼部と、
   該第１回転翼部に配設されて前記機体の左右方向の前記ピッチ軸を中心としてピッチ方向の前方に可動して前記機体の前後方向の推進力を発生させる第２回転翼部と、
   を備える飛行体。
4. 前記第１回転翼部は、
   前記機体の前側に配設される前側第１回転翼部及び前記機体の後側に配設される後側第１回転翼部を備え、
   前記第２回転翼部は、
   前記前側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の前側第２回転翼部及び前記後側第１回転翼部の左右にそれぞれ配設される一対の後側第２回転翼部を備える、
   請求項３に記載の飛行体。
5. 前記第１回転翼部を駆動させるエンジン及び前記第２回転翼部を駆動させるモータを備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の飛行体。