JP2023148302A - 飛行装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アームの内部における部品の配置等を簡便にできる飛行装置を提供する。【解決手段】飛行装置１０は、機体ベース部１４と、機体ベース部１４から外側に向かって伸びるアーム部１１と、アーム部１１に取り付けされたロータモータ１７と、ロータモータ１７により回転するロータ１２と、ロータ１２と電気的に接続される電子部品２９と、を具備する。アーム部１１は、アームベース部１１１と、アーム蓋部１１２と、を有する。アームベース部１１１は、電子部品２９が収納され、且つ、長さ方向における途中部分にアーム開口部１１３が形成される。アーム蓋部１１２は、アーム開口部１１３を閉鎖するように配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、飛行装置に関する。

従来から、無人で空中を飛行することが可能な飛行装置が知られている。このような飛行装置は、垂直軸回りに回転駆動するロータの推力で、空中を飛行することが可能とされている。

飛行装置の適用分野としては、例えば、輸送分野、測量分野および撮影分野等が考えられる。このような分野に飛行装置を適用させる場合は、測量機器や撮影機器を飛行装置に備え付ける。飛行装置を係る分野に適用させることで、人が立ち入れない地域に飛行装置を飛行させ、そのような地域の輸送、撮影および測量を行うことができる。係る飛行装置に関する発明は、例えば、特許文献１に記載されている。

特許文献１を参照すると、機体に複数のアーム部が配備されており、各アーム部の外側端部に、モータと回転翼が設置されている。また、係る飛行装置は、中心部に機体ベースが配置され、この機体ベースから周囲にアームが伸び、アームの先端部にモータおよびロータが配置されている。

特開２０１８－１２２６７４号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された飛行装置では、アームの構成において改良の余地があった。

即ち、アームには、モータに電力を給電するための配線や、当該電力の周波数を変換する電力変換器等が配設される。しかしながら、アームの内部の所定箇所に電力変換器を配設することが簡単ではなかった。また、電力変換器に接続された配線をアームの内部に引き回すことも簡単ではなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アームの内部における部品の配置等を簡便にできる飛行装置を提供することにある。

本発明の飛行装置は、機体ベース部と、前記機体ベース部から外側に向かって伸びるアーム部と、前記アーム部に取り付けされたロータモータと、前記ロータモータにより回転するロータと、前記ロータと電気的に接続される電子部品と、を具備し、前記アーム部は、アームベース部と、アーム蓋部と、を有し、前記アームベース部は、前記電子部品が収納され、且つ、長さ方向における途中部分にアーム開口部が形成され、前記アーム蓋部は、前記アーム開口部を閉鎖するように配置されることを特徴とする。

また、本発明の飛行装置では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の内側端部から外側端部に至るまで形成されることを特徴とする。

また、本発明の飛行装置では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の上方部分に形成されることを特徴とする。

また、本発明の飛行装置では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力を変換する電力変換部を含むことを特徴とする。

また、本発明の飛行装置では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される前記電力が通過する配線を含むことを特徴とする。

本発明の飛行装置は、機体ベース部と、前記機体ベース部から外側に向かって伸びるアーム部と、前記アーム部に取り付けされたロータモータと、前記ロータモータにより回転するロータと、前記ロータと電気的に接続される電子部品と、を具備し、前記アーム部は、アームベース部と、アーム蓋部と、を有し、前記アームベース部は、前記電子部品が収納され、且つ、長さ方向における途中部分にアーム開口部が形成され、前記アーム蓋部は、前記アーム開口部を閉鎖するように配置されることを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、アームの内部における部品の配置等を簡便にできる。具体的には、アームベース部のアーム開口部を、アーム蓋部により閉鎖することにより、製造時において、アーム部の内部に容易に電子部品を配設することができる。即ち、アーム開口部を経由して、アームベース部の内部に電子部品を配設し、その後に、アーム開口部をアーム蓋部で塞ぐことで、アーム部の内部に容易に電子部品を配設することができる。

また、本発明の飛行装置では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の内側端部から外側端部に至るまで形成されることを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、アーム開口部が、アーム部の略全域に渡り形成されることで、アーム開口部を経由して電子部品を更に容易に、アーム部の内部に収納させることができる。

また、本発明の飛行装置では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の上方部分に形成されることを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、アーム開口部が上方部分に形成されることで、電子部品をアームベース部に容易に収納させることができる。

また、本発明の飛行装置では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力を変換する電力変換部を含むことを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、アーム開口部を経由して、アームベース部の側面に、電力変換部を容易に固定することができる。

また、本発明の飛行装置では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される前記電力が通過する配線を含むことを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、アーム開口部を経由して、アームベース部の内部に、配線を引き回すことができる。

本発明の実施形態に係る飛行装置を下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る飛行装置を上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る飛行装置の接続構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る飛行装置のアーム部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る飛行装置のアーム部を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る飛行装置のアーム部を示す断面図である。

以下、図を参照して本形態の飛行装置１０の構成を説明する。以下の説明では、同一の構成を有する部位には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、以下の説明では上下前後左右の各方向を用いるが、これらの各方向は説明の便宜のためである。更に、以下の説明では、機体ベース部１４から離れる方向を外側と称し、機体ベース部１４に接近する方向を内側と称することもある。

図１Ａは、飛行装置１０を下方から見た斜視図である。図１Ｂは、飛行装置１０を上方から見た斜視図である。

飛行装置１０は、機体ベース部１４と、機体ベース部１４から外側に向かって伸びるアーム部１１と、アーム部１１に取り付けされたロータモータ１７と、ロータモータ１７により回転するロータ１２と、ロータ１２と電気的に接続される電子部品２９と、を主要に具備する。電子部品２９は、図５等に示す。

飛行装置１０は、ドローンとも称される。飛行装置１０は、バッテリからの給電により回転するモータのみを駆動源とする電動型ドローンでも良いし、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッドドローンでも良い。ハイブリッドドローンとしては、シリーズハイブリッドドローンまたはパラレルハイブリッドドローンを採用できる。シリーズハイブリッドドローンは、エンジンにより発電機を駆動し、発電機から給電を受けたモータがロータ１２を回転させる。パラレルハイブリッドドローンは、当該モータによりロータ１２を回転させる電気的駆動系とは別に、エンジンにより機械的にロータ１２を回転させる機械的駆動系を有する。

機体ベース部１４は、飛行装置１０を構成する各機器を支える本体である。ここでは、アルミニウムやマグネシウム等から機体ベース部１４が構成される。機体ベース部１４の上方開口は、蓋部１３により閉鎖される。機体ベース部１４の下部から、脚部２６が伸びる。脚部２６は、飛行装置１０が着陸状態の際に、地面に接する部分である。

アーム部１１は、機体ベース部１４から周囲に向かって伸びる部材である。アーム部１１は、機体ベース部１４と同様に、アルミニウムまたはマグネシウム等の金属材料から成る。アーム部１１は、機体ベース部１４から四方に向かって伸びる。アーム部１１の具体構成は、図３等を参照して詳述する。

ロータ１２は、アーム部１１の先端側に配設される。ロータ１２が回転することにより上向きの推力が発生し、当該推力により飛行装置１０は空中を浮遊する。ロータ１２はロータモータ１７により回転駆動される。

図２は、飛行装置１０の接続構成を示すブロック図である。

飛行装置１０は、制御装置２１と、電池ユニット２５と、電力変換部３０と、ロータモータ１７と、センサ１８と、通信装置２２と、を主要に有する。ここでは、飛行装置１０が電動型ドローンである場合を示しているが、飛行装置１０がハイブリッドドローンである場合は、別途に、エンジンおよび発電機が備えられる。

制御装置２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する。制御装置２１は、センサ１８および通信装置２２からの入力に基づいて、飛行装置１０を構成する各機器の挙動、例えば、各々の電力変換部３０における周波数や電力値等を制御する。

電池ユニット２５は、例えば、充電可能なリチウムイオンバッテリである。電池ユニット２５から放電された電力は、各々の電力変換部３０に供給される。

電力変換部３０は、個々のロータ１２に対応して設けられる。電力変換部３０としては、電池ユニット２５から供給される直流電力を、所定の周波数の交流電力に変換するインバータを採用できる。また、電力変換部３０は、交流電力を直流電力に変換するコンバーターと、当該直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータと、を備えても良い。

ロータモータ１７は、前述したロータ１２に対応して設けられる。ロータモータ１７は、電力変換部３０から供給される電力により、前述したロータ１２を回転させる。

センサ１８は、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサ、超音波センサ、ＧＰＳ等を含むセンサである。

通信装置２２は、無線的または有線的に、操作者が操作するコントローラと接続される。操作者がコントローラを操作すると、当該操作を示すコマンドが通信装置２２に送信される。制御装置２１は、通信装置２２が受け付けたコマンドに基づいて、それぞれのロータモータ１７の回転を調整し、飛行装置１０の位置姿勢を制御する。

飛行装置１０の動作を簡単に説明する。飛行装置１０は、着陸状態、離陸状態、ホバリング状態、昇降状態または水平移動状態で稼働される。

着陸状態では、飛行装置１０は接地している。この状態では、ロータ１２は回転しない。

離陸状態では、飛行装置１０は、ロータ１２の回転により発生する推力により、接地面から離れて上昇する。

ホバリング状態では、飛行装置１０は、制御装置２１およびセンサ１８からの入力情報に基づいて、電池ユニット２５からの電力を、電力変換部３０を経由してロータモータ１７に供給し、ロータモータ１７を回転させ、飛行装置１０を空中の所定位置に浮遊させる。制御装置２１は、飛行装置１０が所定の高度および姿勢を維持できるように、各々の電力変換部３０を制御することで、ロータモータ１７の回転速度を所定のものにしている。

昇降状態では、制御装置２１は、ロータモータ１７の回転数を制御することで、飛行装置１０を上昇または下降させる。この際も、制御装置２１は、飛行装置１０が所定の高度および姿勢を維持できるように、各々の電力変換部３０を制御することで、各々のロータ１２の回転速度を所定のものにしている。

水平移動状態では、制御装置２１は、電力変換部３０を制御することで、各々のロータモータ１７の回転数を制御することにより、飛行装置１０を傾斜状態にし、飛行装置１０を水平方向に移動させる。

図３は、飛行装置１０のアーム部１１を示す斜視図である。図４は、飛行装置１０のアーム部１１を示す分解斜視図である。

アーム部１１は、アームベース部１１１と、アーム蓋部１１２と、を有する。

図４を参照して、アームベース部１１１は、上面を開口することでアーム開口部１１３が形成される。アーム開口部１１３は、アームベース部１１１の少なくとも、長さ方向における途中部分に形成される。ここでは、アーム開口部１１３は、アームベース部１１１の内側端部から外側端部に至るまで形成される。アームベース部１１１には、後述するように、電子部品２９が収納される。

アームベース部１１１の内側端部にはアーム接続部１１４が形成される。アーム接続部１１４は、略板状の部材である。アーム開口部１１３の外側端部は、端部開口部１１６が形成される。更に、アーム接続部１１４にはアーム貫通孔１１７が形成される。アーム貫通孔１１７は、前述した機体ベース部１４に収納された電池ユニット２５と、アーム部１１に配設された電力変換部３０およびロータモータ１７とを接続する配線３１が挿通される。

アーム開口部１１３は、アームベース部１１１の上方部分を開口した部位である。アーム開口部１１３が上方部分に形成されることで、後述する電子部品２９をアームベース部１１１に容易に収納させることができる。

アーム蓋部１１２は、アーム開口部１１３を閉鎖するように配置される。アーム蓋部１１２は、ネジ等の締結手段等を介して、アームベース部１１１に組み込まれる。図４に示すように、アーム蓋部１１２の外側端部には、複数の孔部から成るモータ取付部１１５が形成される。モータ取付部１１５に、図３に示したロータモータ１７が配設される。

アームベース部１１１のアーム開口部１１３を、アーム蓋部１１２により閉鎖することにより、製造時において、アーム部１１の内部に容易に電子部品２９を配設することができる。即ち、アーム開口部１１３を経由して、アームベース部１１１の内部に、後述する電子部品２９である電力変換部３０を配設し、その後に、アーム開口部１１３をアーム蓋部１１２で塞ぐことで、アーム部１１の内部に容易に電子部品２９を配設することができる。また、アーム開口部１１３が、アーム部１１の略全域に渡り形成されることで、アーム開口部１１３を経由して電子部品２９を更に容易に、アーム部１１の内部に収納させることができる。

図５は、図３においてＡ－Ａ切断面線により切断されたアーム部１１を示す断面図である。

電子部品２９である電力変換部３０は、アーム部１１に収納される。具体的には、電子部品２９は、アームベース部１１１の左方側面に、内側から固着されている。電力変換部３０は、ネジなどの締結手段または接着材を介して、アームベース部１１１に対して面的に密着する。係る構成により、電力変換部３０をアーム部１１と熱的に結合させ、電力変換部３０が動作時に発生する熱を、アーム部１１を経由して外部に良好に逃がし、電力変換部３０の過熱を防止できる。

前述したように、アーム部１１は、アームベース部１１１のアーム開口部１１３が、アーム蓋部１１２により覆われる構成である。よって、飛行装置１０の製造時において、アーム開口部１１３を経由して、アームベース部１１１の側面に、電力変換部３０を容易に固定することができる。また、ここでは図示しないが、電力変換部３０と接続される配線３１も、アーム部１１に収納される。よって、飛行装置１０の製造時において、アームベース部１１１の内部に、配線３１を簡単に引き回すことができる。

図１Ａを参照して、電力変換部３０は、ロータ１２が回転することで形成される回転範囲の下方に配置される。よって、飛行装置１０の飛行時において、ロータ１２が回転することによりダウンウォッシュが発生し、当該ダウンウォッシュにより、アーム部１１を経由して電力変換部３０を効果的に冷却することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、前述した各形態は相互に組み合わせることが可能である。

１０ 飛行装置
１１ アーム部
１１１ アームベース部
１１２ アーム蓋部
１１３ アーム開口部
１１４ アーム接続部
１１５ モータ取付部
１１６ 端部開口部
１１７ アーム貫通孔
１２ ロータ
１３ 蓋部
１４ 機体ベース部
１７ ロータモータ
１８ センサ
２１ 制御装置
２２ 通信装置
２５ 電池ユニット
２６ 脚部
２９ 電子部品
３０ 電力変換部
３１ 配線

本発明の飛行装置の製造方法は、機体ベース部と、前記機体ベース部から外側に向かって伸びるアーム部と、前記アーム部に取り付けされたロータモータと、前記ロータモータにより回転するロータと、前記ロータと電気的に接続される電子部品と、を具備し、前記アーム部は、アームベース部と、アーム蓋部と、を有し、前記アームベース部は、前記電子部品が収納され、且つ、長さ方向における途中部分にアーム開口部が形成される飛行装置の製造方法であり、前記アーム蓋部により、前記アーム開口部を閉鎖することを特徴とする。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の内側端部から外側端部に至るまで形成されることを特徴とする。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の上方部分に形成されることを特徴とする。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力を変換する電力変換部を含むことを特徴とする。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力が通過する配線を含むことを特徴とする。

本発明の飛行装置の製造方法は、機体ベース部と、前記機体ベース部から外側に向かって伸びるアーム部と、前記アーム部に取り付けされたロータモータと、前記ロータモータにより回転するロータと、前記ロータと電気的に接続される電子部品と、を具備し、前記アーム部は、アームベース部と、アーム蓋部と、を有し、前記アームベース部は、前記電子部品が収納され、且つ、長さ方向における途中部分にアーム開口部が形成される飛行装置の製造方法であり、前記アーム蓋部により、前記アーム開口部を閉鎖することを特徴とする。従って、アームの内部における部品の配置等を簡便にできる。具体的には、アームベース部のアーム開口部を、アーム蓋部により閉鎖することにより、製造時において、アーム部の内部に容易に電子部品を配設することができる。即ち、アーム開口部を経由して、アームベース部の内部に電子部品を配設し、その後に、アーム開口部をアーム蓋部で塞ぐことで、アーム部の内部に容易に電子部品を配設することができる。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の内側端部から外側端部に至るまで形成されることを特徴とする。従って、アーム開口部が、アーム部の略全域に渡り形成されることで、アーム開口部を経由して電子部品を更に容易に、アーム部の内部に収納させることができる。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記アーム開口部は、前記アームベース部の上方部分に形成されることを特徴とする。従って、アーム開口部が上方部分に形成されることで、電子部品をアームベース部に容易に収納させることができる。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力を変換する電力変換部を含むことを特徴とする。従って、アーム開口部を経由して、アームベース部の側面に、電力変換部を容易に固定することができる。

更に、本発明の飛行装置の製造方法では、前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力が通過する配線を含むことを特徴とする。従って、アーム開口部を経由して、アームベース部の内部に、配線を引き回すことができる。

本発明の飛行装置の製造方法は、機体ベース部と、前記機体ベース部から外側に向かって伸びるアーム部と、前記アーム部に取り付けされたロータモータと、前記ロータモータにより回転するロータと、前記ロータと電気的に接続される電子部品と、を具備し、前記アーム部は、アームベース部と、アーム蓋部と、を有し、前記アームベース部は、前記電子部品が収納され、且つ、少なくとも長さ方向における途中部分にアーム開口部が形成され、前記アームベース部は、内側端部にアーム接続部およびアーム貫通孔を有し、外側端部に端部開口部を有し、前記アーム接続部は、前記アームベース部の内側端部を塞ぎ、前記アーム貫通孔は、前記アームベース部に形成された貫通孔であり、前記電子部品は、電力変換部と、前記電力変換部で変換される電力が通過する配線と、を含み、前記電力変換部は、前記アームベース部の内壁に取り付けられ、前記配線は、前記端部開口部から導出され、前記電力変換部と、前記機体ベース部に内蔵された電池ユニットとを接続する前記配線は、前記アーム貫通孔を通過し、前記アーム蓋部により、前記アーム開口部を閉鎖することを特徴とする。

本発明の飛行装置の製造方法は、機体ベース部と、前記機体ベース部から外側に向かって伸びるアーム部と、前記アーム部に取り付けされたロータモータと、前記ロータモータにより回転するロータと、前記ロータと電気的に接続される電子部品と、を具備し、前記アーム部は、アームベース部と、アーム蓋部と、を有し、前記アームベース部は、前記電子部品が収納され、且つ、少なくとも長さ方向における途中部分にアーム開口部が形成され、前記アームベース部は、内側端部にアーム接続部およびアーム貫通孔を有し、外側端部に端部開口部を有し、前記アーム接続部は、前記アームベース部の内側端部を塞ぎ、前記アーム貫通孔は、前記アームベース部に形成された貫通孔であり、前記電子部品は、電力変換部と、前記電力変換部で変換される電力が通過する配線と、を含み、前記電力変換部は、前記アームベース部の内壁に取り付けられ、前記配線は、前記端部開口部から導出され、前記電力変換部と、前記機体ベース部に内蔵された電池ユニットとを接続する前記配線は、前記アーム貫通孔を通過し、前記アーム蓋部により、前記アーム開口部を閉鎖することを特徴とする。従って、アームの内部における部品の配置等を簡便にできる。具体的には、アームベース部のアーム開口部を、アーム蓋部により閉鎖することにより、製造時において、アーム部の内部に容易に電子部品を配設することができる。即ち、アーム開口部を経由して、アームベース部の内部に電子部品を配設し、その後に、アーム開口部をアーム蓋部で塞ぐことで、アーム部の内部に容易に電子部品を配設することができる。

Claims (5)

1. 機体ベース部と、
   前記機体ベース部から外側に向かって伸びるアーム部と、
   前記アーム部に取り付けされたロータモータと、
   前記ロータモータにより回転するロータと、
   前記ロータと電気的に接続される電子部品と、を具備し、
   前記アーム部は、アームベース部と、アーム蓋部と、を有し、
   前記アームベース部は、前記電子部品が収納され、且つ、長さ方向における途中部分にアーム開口部が形成され、
   前記アーム蓋部は、前記アーム開口部を閉鎖するように配置されることを特徴とする飛行装置。
2. 前記アーム開口部は、前記アームベース部の内側端部から外側端部に至るまで形成されることを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。
3. 前記アーム開口部は、前記アームベース部の上方部分に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の飛行装置。
4. 前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力を変換する電力変換部を含むことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の飛行装置。
5. 前記電子部品は、前記ロータモータに供給される電力が通過する配線を含むことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の飛行装置。
   
   
   
   

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