JP2021181309A

JP2021181309A - 飛行体

Info

Publication number: JP2021181309A
Application number: JP2021130766A
Authority: JP
Inventors: 周平小松; Shuhei Komatsu
Original assignee: ALI Technologies Inc
Current assignee: ALI Technologies Inc
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2021-08-10
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: JP7002801B2

Abstract

【課題】新たな移動手段としての有人飛行体を提供すること。【解決手段】本発明は、メインフレームと、当該メインフレームの前後に夫々取り付けられた揚力発生部とを有する飛行体である。メインフレームは：水平に延びる第１前側部と、当該第１前側部の後端から後方且つ下方に延びる第１傾斜部と、当該第１傾斜部の後端から後方に延びる第１後側部とを備える第１フレームと；水平に延びる第２前側フレームと、当該第２前側部の後端から後方且つ上方に延びる第２傾斜フレームと、当該第２傾斜フレームの後端から後方に延びる第２後側フレームとを備える第２フレームと；を備えている。第１傾斜部と第２傾斜部とは、左右方向から見た場合に当該第１傾斜部と当該第２傾斜部とを互いにＸ字状に連結する共通の連結部を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、飛行体に関し、特に、有人飛行可能な飛行体に関する。

特許文献１には、自動二輪車に関する技術が提案されている。

特開２０１６−２１０３２８号公報特開２０１５−０４７９６５号公報米国特許出願公開第２０１６／０１７６２５６号明細書

特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、タイヤの回転力を道路等に加えることによ
って車体を前進させるものであるが、摩擦力等、エネルギーロスが多い。一方で、特許文
献３のように、車全体を飛行させることによって、このようなエネルギーロスを減らすと
ともに、移動に対する制約をなくす技術も提案されている。

本発明は、新たな移動手段としての飛行体を提供することを一つの目的とする。

本発明によれば、メインフレームと、当該メインフレームの前後に夫々取り付けられた
揚力発生部とを有する飛行体であって、
前記メインフレームは：
水平に延びる第１前側部と、当該第１前側部の後端から後方且つ下方に延びる第１傾
斜部と、当該第１傾斜部の後端から後方に延びる第１後側部とを備える第１フレームと；
水平に延びる第２前側部と、当該第２前側部の後端から後方且つ上方に延びる第２傾
斜部と、当該第２傾斜部の後端から後方に延びる第２後側部とを備える第２フレームと；
を備えており、
前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とは、左右方向から見た場合に当該第１傾斜部と当該
第２傾斜部とを互いにＸ字状に連結する共通の連結部を有している、
飛行体が得られる。

本発明によれば、新たな移動手段としての飛行体が得られる。

本発明の実施の形態による飛行体の概略図である。図１の飛行体の機能ブロック図である。図１の飛行体の他の機能ブロック図である。図１の飛行体のメインフレームの一部を表す図である。図１の飛行体の他のメインフレームの一部を表す図である。図１の飛行体のメインフレーム全体を表す図である。図１の飛行体の揚力発生部の図である。図１の飛行体の使用状態を表す参考図である。

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による飛行体は、以
下のような構成を備える。
［項目１］
メインフレームと、当該メインフレームの前後に夫々取り付けられた揚力発生部とを有
する飛行体であって、
前記メインフレームは：
水平に延びる第１前側部と、当該第１前側部の後端から後方且つ下方に延びる第１傾
斜部と、当該第１傾斜部の後端から後方に延びる第１後側部とを備える第１フレームと；
水平に延びる第２前側部と、当該第２前側部の後端から後方且つ上方に延びる第２傾
斜部と、当該第２傾斜部の後端から後方に延びる第２後側部とを備える第２フレームと；
を備えており、
前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とは、左右方向から見た場合に当該第１傾斜部と当該
第２傾斜部とを互いにＸ字状に連結する共通の連結部を有している、
飛行体。
［項目２］
項目１に記載の飛行体であって、
前記第１前側部は、前記第２後側部よりも低く、
前記第２前側部は、前記第１後側部よりも低い、
飛行体。
［項目３］
項目１及び項目２に記載の飛行体であって、
前記第１フレーム及び前記第２フレームの夫々は、前記連結部に関して点対称の形状を
有している、
飛行体。
［項目４］
項目１乃至項目３のいずれかに記載の飛行体であって、
前記第１前側部及び前記第１後側部の水平方向における長さは、夫々、前記第２前側部
及び前記第２後側部の水平方向における長さよりも大きい、
飛行体。
［項目５］
項目１乃至項目４のいずれかに記載の飛行体であって、
前記連結部は、前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の中心部である、
飛行体。
［項目６］
項目１乃至項目５のいずれかに記載の飛行体であって、
前記第１前側部及び前記第１傾斜部、前記第１傾斜部及び前記第１後側部、前記第２前
側部及び前記第２傾斜部、前記第２傾斜部及び前記第２後側部の夫々のなす角は１１０度
以上１３０度以下である、
飛行体。
［項目７］
項目１乃至項目６のいずれかに記載の飛行体であって、
前記揚力発生部は、前記第１前側部に取り付けられた前側揚力発生部と、前記第１後側
部に取り付けられた後側揚力発生部とを備えている、
飛行体。
［項目８］
項目７に記載の飛行体であって、
前記前側揚力発生部及び前記後側揚力発生部は、夫々、回転翼と当該回転翼を回転させ
る動力部とを備えており、
前記前側揚力発生部の前記回転翼は下向きに取り付けられており、
前記後側揚力発生部の前記回転翼は上向きに取り付けられており、
上下方向から見た場合に、前記前側揚力発生部の前記回転翼と前記後側揚力発生部の前
記回転翼とは互いに逆方向に回転する、
飛行体。
［項目９］
項目８に記載の飛行体であって、
前記前側揚力発生部及び前記後側揚力発生部は、夫々、前記回転翼を覆うように設けら
れたガード部を更に備えている、
飛行体。
［項目１０］
項目１乃至項目９のいずれかに記載の飛行体であって、
前記メインフレームは、角パイプ又は丸パイプを折り曲げ加工して形成されている、
飛行体。
［項目１１］
項目１乃至項目１０のいずれかに記載の飛行体であって、
前記メインフレームは、アルミニウム製である、
飛行体。

＜実施の形態の詳細＞
以下、本発明の実施の形態による飛行体について、図面を参照しながら説明する。

＜概要＞
本発明の実施の形態による飛行体１は、図１に示されるように、メインフレーム２、２
’と、メインフレーム２、２’に夫々取り付けられた揚力発生部３、３’とを備えている
。本実施の形態による飛行体１は、人が乗ることのできる飛行体であり、所謂ホバーバイ
ク、エアロバイク（登録商標）等と呼ばれることがある。飛行体１は、人を乗せた状態で
地上５０ｃｍ乃至１００ｃｍ程度の高さを浮上し、移動することが可能である。本実施の
形態による揚力発生部３、３’は、エンジン３０、３０’及びプロペラ４、４’である。
図示される飛行体１はＸ方向（+Ｘ方向）に前進するものである。

プロペラ４、４’は、エンジン３０、３０’の力を受けて回転する。プロペラ４、４’
が回転することによって、飛行体１は地面から離陸し、水平移動させるための推進力が発
生する。なお、プロペラ４、４’は、右方向への回転、停止及び左方向への回転が可能で
ある。本実施の形態によるプロペラ４、４’は、直径１．５ｍのものを使用している。

図８をも参照して、本発明のプロペラ４、４’は細長い形状を有している任意の羽根（
回転子）の数（例えば、１、２、３、４、またはそれ以上の羽根）でよい。また、羽根の
形状は、平らな形状、曲がった形状、よじれた形状、テーパ形状、またはそれらの組み合
わせ等の任意の形状が可能である。なお、羽根の形状は変化可能である（例えば、伸縮、
折りたたみ、折り曲げ等）。羽根は対称的（同一の上部及び下部表面を有する）または非
対称的（異なる形状の上部及び下部表面を有する）であってもよい。羽根はエアホイル、
ウイング、または羽根が空中を移動される時に動的空気力（例えば、揚力、推力）を生成
するために好適な幾何学形状に形成可能である。羽根の幾何学形状は、揚力及び推力を増
加させ、抗力を削減する等の、羽根の動的空気特性を最適化するために適宜選択可能であ
る。

エンジン３０、３０’は、プロペラ４、４’の回転を生じさせるものであり、例えば、
電気モータ又はエンジン等を含むことが可能である。本実施の形態においてはエンジンを
採用しており、羽はエンジンによって駆動可能であり、時計方向に及び／または反時計方
向に、モータの回転軸（例えば、モータの長軸）の周りに回転する。

羽根は、すべて同一方向に回転可能であるし、独立して回転することも可能である。他
の羽根は他方方向に回転する。羽根は、同一回転数ですべて回転することも可能であり、
夫々異なる回転数で回転することも可能である。回転数は移動体の寸法（例えば、大きさ
、重さ）や制御状態（速さ、移動方向等）に基づいて自動又は手動により定めることがで
きる。

図２に示されるように、本実施の形態による動力源はガソリンで駆動するエンジンであ
る。飛行体１は、プロペラ及びエンジンと、当該エンジンにガソリン（混合燃料）を供給
するためのガソリンタンクと、エンジンの動力を利用して発電を行うジェネレータ及び供
給される電力を調整するパワーコントロールユニットをそなえている。また、飛行体１は
、慣性センサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、
ライダー）、またはビジョン／イメージセンサ（例えば、カメラ）を含んでおり、当該セ
ンサで取得したデータは制御部に出力される。制御部は、取得したデータを利用してエン
ジンの出力等の計算を行う。

図３に示されるように、本実施の形態による他の機能構成を有する飛行体は、プロペラ
を回転させる動力源としてモータを使用することもできる。この場合、飛行体１は、モー
タを回転させるためにバッテリとバッテリの電源管理を行うバッテリコントローラを備え
ている。モータには、ＥＳＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｐｅｅｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅ
ｒ）が接続されており、フライトコントローラからの制御に基づいてモータの回転を制御
する。フライトコントローラは、所謂処理ユニットである。処理ユニットは、プログラマ
ブルプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ））などの１つ以上のプロセッサを
有することができる。また、飛行体１は、慣性センサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）
、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、またはビジョン／イメージセンサ（
例えば、カメラ）を含んでおり、当該センサで取得したデータはフライトコントローラに
出力される。

なお、飛行体１は、プロペラを回転させる動力源としてエンジンとモータとを組み合わ
せて使用することもできる。

図１及び図４に示されるように、本実施の形態によるメインフレーム２は、６つの接続
部２９を用いて２本のフレームを接続した略梯子状の構造を有している。メインフレーム
２は、水平に延びる前側部２１と、前側部２１の後端から後方且つ下方に延びる傾斜部２
３と、傾斜部２３の後端から後方に延びる後側部２５とを備えている。図１をも参照して
理解されるように、本実施の形態によるメインフレーム２は、メインフレーム２’と傾斜
部２３、２３’の中央付近の連結部２７で連結している。これにより、図１によく示され
ているように、傾斜部２３、２３’は互いにＸ字状の外観を有するように連結されている
。

図５に示されるように、メインフレーム２’もメインフレーム２と同様に、２本のフレ
ームの対である。メインフレーム２’は、水平に延びる前側部２１’と、当該前側部２１
’の後端から後方且つ上方に延びる傾斜部２３’と、傾斜部２３’の後端から後方に延び
る後側部２５’とを備えている。メインフレーム２’は、座部５０を備えている。座部５
０は、ポリエステル素材等を編んで作られた帯を２本のフレームの対に巻きつけるように
して構成されている。

本実施の形態によるメインフレーム２、２’は、アルミニウム製の丸パイプを折り曲げ
加工して形成されている。なお、素材はこれに限定されない。また角パイプを用いること
によってより耐久性を高めることとしてもよい。

図６に示されるように、前側部２１は後側部２５’よりもＴ_１だけ低く、前側部２１’
もまた後側部２５よりもＴ_２だけ低い。また、前側部２１及び後側部２５の水平方向にお
ける長さは、夫々、前側部２１’、２５’の水平方向における長さよりも大きい。なお、
図から理解できるように、本実施の形態によるメインフレーム２、２’は、夫々、点対称
の形状を有している。
飛行体。

前側部２１及び傾斜部２３、傾斜部２３及び後側部２５のなす角（α、β）は１１０度
以上１３０度以下であり、特に本実施の形態においては１２０度である。同様に、前側部
２１’及び傾斜部２３’、傾斜部２３’及び後側部２５’のなす角は１１０度以上１３０
度以下であり、特に本実施の形態においては１２０度である。

図１及び図７に示されるように、本実施の形態による揚力発生部３、３’は、夫々、プ
ロペラ４、４’を覆うようにして設けられているガード４０、４０’を更に備えている。
ガード４０、４０’は、円形を有しており、複数のスポーク４２によって、支持されてい
る。

図１に示されるように、本実施の形態による揚力発生部３は、前側部２１に下向きに取
り付けられている。一方、揚力発生部３’は、後側部２５に上向きに取り付けられている
。上下方向から見た場合に、プロペラ４とプロペラ４’は互いに逆方向に回転する。これ
により、回転トルクが打ち消され、飛行体１が横転したり意図しない回転を生じることを
防ぐことができる。

図１及び図８に示されるように、ユーザＰは、座部に座り傾斜部２３付近のスイッチを
操作しながら、エンジン３０、３０’の出力を上げていく。飛行体１が地上Ｇから浮上し
た際に前傾姿勢をとることによって飛行体１は前進する。

（実施例）
以下、本発明の実施例について、特に使用されているエンジンのしようについて説明す
る。エンジンの出力については、以下の数式１及び数式２を基礎式として用いた。

ただし、各変数は以下のとおりである。

飛行体が浮上するためには、以下の数式３が成り立つ必要があり、数式３をＰについて
整理すると、数式４が得られる。

本実施の形態においては、上述した数式に基づいて、直径１．５ｍのプロペラと直径２
．０ｍのプロペラを使用した。各プロペラの仕様及びエンジン特性については、夫々以下
の表１及び表２のとおりである。

上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定
して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良
することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１飛行体
２、２’ メインフレーム
３、３’ 揚力発生部
４、４’ プロペラ
２１、２１’ 前側部
２３、２３’ 傾斜部
２５、２５’ 後側部
２７連結部
２９接続部
３０、３０’ エンジン
４０、４０’ ガード
４２スポーク
５０座部
６０スイッチ

Claims

メインフレームと、当該メインフレームの前後に夫々取り付けられた揚力発生部とを有
する飛行体であって、
前記メインフレームは：
水平に延びる第１前側部と、当該第１前側部の後端から後方且つ下方に延びる第１傾
斜部と、当該第１傾斜部の後端から後方に延びる第１後側部とを備える第１フレームと；
水平に延びる第２前側部と、当該第２前側部の後端から後方且つ上方に延びる第２傾
斜部と、当該第２傾斜部の後端から後方に延びる第２後側部とを備える第２フレームと；
を備えており、
前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とは、左右方向から見た場合に当該第１傾斜部と当該
第２傾斜部とを互いにＸ字状に連結する共通の連結部を有している、
飛行体。
請求項１に記載の飛行体であって、
前記第１前側部は、前記第２後側部よりも低く、
前記第２前側部は、前記第１後側部よりも低い、
飛行体。
請求項１及び請求項２に記載の飛行体であって、
前記第１フレーム及び前記第２フレームの夫々は、前記連結部に関して点対称の形状を
有している、
飛行体。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の飛行体であって、
前記第１前側部及び前記第１後側部の水平方向における長さは、夫々、前記第２前側部
及び前記第２後側部の水平方向における長さよりも大きい、
飛行体。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の飛行体であって、
前記連結部は、前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の中心部である、
飛行体。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の飛行体であって、
前記第１前側部及び前記第１傾斜部、前記第１傾斜部及び前記第１後側部、前記第２前
側部及び前記第２傾斜部、前記第２傾斜部及び前記第２後側部の夫々のなす角は１１０度
以上１３０度以下である、
飛行体。
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の飛行体であって、
前記揚力発生部は、前記第１前側部に取り付けられた前側揚力発生部と、前記第１後側
部に取り付けられた後側揚力発生部とを備えている、
飛行体。
請求項７に記載の飛行体であって、
前記前側揚力発生部及び前記後側揚力発生部は、夫々、回転翼と当該回転翼を回転させ
る動力部とを備えており、
前記前側揚力発生部の前記回転翼は下向きに取り付けられており、
前記後側揚力発生部の前記回転翼は上向きに取り付けられており、
上下方向から見た場合に、前記前側揚力発生部の前記回転翼と前記後側揚力発生部の前
記回転翼とは互いに逆方向に回転する、
飛行体。
請求項８に記載の飛行体であって、
前記前側揚力発生部及び前記後側揚力発生部は、夫々、前記回転翼を覆うように設けら
れたガード部を更に備えている、
飛行体。
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の飛行体であって、
前記メインフレームは、角パイプ又は丸パイプを折り曲げ加工して形成されている、
飛行体。
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の飛行体であって、
前記メインフレームは、アルミニウム製である、
飛行体。