JP6763460B1

JP6763460B1 - カメラ付き吐出装置

Info

Publication number: JP6763460B1
Application number: JP2019135205A
Authority: JP
Inventors: 敦嗣小南; 宗司荒木
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2039-07-23
Also published as: JP2021017185A

Abstract

【課題】カメラの向きとノズルの向きを変更可能にしつつ、軽量化を図ることができ、かつ制御の仕方を簡略化することのできるカメラ付き吐出装置を提供する。【解決手段】無人航空機２０に搭載されるエアゾール容器の内容物を吐出するノズル１６０と、無人航空機２０に搭載されるカメラと、を備える吐出装置１０であって、ノズル１６０と前記カメラが、共通の方向変更装置３００によって、一体的に動作するように設けられていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体に備えられるカメラ付き吐出装置に関する。

従来、無人航空機等の移動体に、液体や気体などの流体を吐出する吐出装置を備えさせる技術が知られている。例えば、無人航空機に、薬剤を噴射するためのエアゾール容器を備えさせることで、蜂を駆除する装置として利用されている（特許文献１参照）。

このような装置においては、内容物の吐出状況を確認するためのカメラの撮像領域を変更可能とするために、ジンバルなどの方向変更装置にカメラを取り付けるのが望ましい。また、内容物を噴射するノズルの向きを変更可能とするために、ノズルについても方向変更装置に取り付けるのが望ましい。

しかしながら、カメラ用の方向変更装置と、ノズル用の方向変更装置をそれぞれ設ける場合、重量が増加してしまうだけでなく、それぞれの方向を制御するための制御の仕方や操作方法が複雑になってしまう。

特開２０１７−１０４０６３号公報

本発明の目的は、カメラの向きとノズルの向きを変更可能にしつつ、軽量化を図ることができ、かつ制御の仕方を簡略化することのできるカメラ付き吐出装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のカメラ付き吐出装置は、
移動体に搭載されるエアゾール容器の内容物を吐出するノズルと、
前記移動体に搭載されるカメラと、
を備えるカメラ付き吐出装置であって、
前記エアゾール容器から内容物を吐出させる駆動機構が設けられ、かつ、前記駆動機構は、前記エアゾール容器の容器本体を移動させることで、該容器本体から突出するステムを該容器本体に対して押し込んで内容物を吐出させる構成であると共に、
前記ノズルと前記カメラが、共通の方向変更装置によって、一体的に動作するように設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、ノズルとカメラが、共通の方向変更装置によって、一体的に動作する構成が採用されているので、ノズル用の方向変更装置とカメラ用の方向変更装置を別々に設ける必要がない。これにより、カメラの向きとノズルの向きを変更可能にしつつ、軽量化を図ることができる。また、カメラの向きとノズルの向きを変更するための制御の仕方を簡略化することができる。

１．前記ノズルと前記カメラとを保持する保持部材を備え、前記移動体に固定されたエアゾール容器に接続された接続チューブの先端に前記ノズルが取り付けられているとよい。

２．前記エアゾール容器を保持する枠体を備えると共に、前記枠体により、前記ノズルと前記カメラが保持されていることも好適である。

３．前記カメラは、前記ノズルから吐出される内容物の吐出状況を撮影可能な位置に設けられているとよい。

４．前記方向変更装置は、前記ノズルの向きを変更可能に軸支する少なくとも一つの回転体を備えており、前記ノズルにおける吐出口の中心線の延長線が、全ての前記回転体の回転中心線の延長線と交わるとよい。なお、「前記ノズルにおける吐出口の中心線の延長線が、全ての前記回転体の回転中心線の延長線と交わる」ことについては、設計上、交わるように構成されることを意味している。従って、実際の製品においては、寸法公差等が生じるため、多少ずれてしまう場合であっても、本発明に含まれる。

以上の構成によれば、ノズルから内容物が吐出された際に発生する反力が、各回転体を回転させるトルクとして作用してしまうことを抑制することができる。

５．前記方向変更装置は、第１モータと、第１モータの駆動力によって回転する第１回転体と、第１回転体の回転に伴って旋回する第２モータと、第２モータの駆動力によって回転する第２回転体と、第２回転体の回転に伴って旋回する第３モータと、第３モータの駆動力によって回転する第３回転体と、を備えており、前記ノズルは、第３回転体の動作に伴って向きを変更するように設けられているとよい。

６．前記方向変更装置は、第１モータと、第１モータの駆動力によって回転する第１回転体と、第１回転体の回転に伴って旋回する第２モータと、第２モータの駆動力によって回転する第２回転体と、を備えており、前記ノズルは、第２回転体の動作に伴って向きを変更するように設けられていることも好適である。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、カメラの向きとノズルの向きを変更可能にしつつ、軽量化を図ることができ、かつ制御の仕方を簡略化することができる。

図１は本発明の実施例１に係るカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の外観図である。図２は本発明の実施例に係る吐出装置の模式的断面図である。図３は図２のエアゾール容器のバルブ構成の一例を拡大した拡大断面図である。図４は本発明の実施例１に係るカメラ付き吐出装置の主要構成が方向変更装置に取り付けられた状態を示す斜視図である。図５は本発明の実施例１に係る方向変更装置の斜視図である。図６は本発明の実施例１に係るカメラ付き吐出装置の主要構成が変形例１に係る方向変更装置に取り付けられた状態を示す斜視図である。図７は本発明の変形例１に係る方向変更装置の斜視図である。図８は本発明の変形例２に係る方向変更装置の斜視図である。図９は本発明の変形例に係る吐出装置の模式的断面図である。図１０はカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の操作装置の概略図である。図１１は本発明の実施例２に係るカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の外観図である。図１２は本発明の実施例２に係るカメラ付き吐出装置の主要構成を示す斜視図である。図１３は本発明の実施例３に係るカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の外観図である。図１４は本発明の実施例３に係るカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の外観図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本発明に係るカメラ付き吐出装置は、エアゾール容器を利用することで、移動体から液体や気体などの流体を吐出するための用途に用いられる。また、流体の吐出を利用して音（ホーン）を発生するための用途に用いることも可能である。移動体の例としては、無人飛行体、無人車両、及び無人船を挙げることができる。また、飛行体の例としては、回転翼（ロータ）を有する航空機（マルチコプタやヘリコプタ）、固定翼機、飛行船、及び滑空機を挙げることができる。本実施例に係るカメラ付き吐出装置は、無人の移動体に好適に適用可能であるが、有人の移動体に適用することも可能である。以下の実施例においては、カメラ付き吐出装置を備える移動体が無人航空機（マルチコプタ）の場合を例にして説明する。

（実施例１）
図１〜図１０を参照して、本発明の実施例１に係るカメラ付き吐出装置について説明する。図１は本発明の実施例１に係るカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の外観図であり、無人航空機を側方側から見た外観を示している。図２は本発明の実施例に係る吐出装置の模式的断面図である。図３は図２のエアゾール容器のバルブ構成の一例を拡大した拡大断面図であり、エアゾール容器における噴射部付近を拡大した断面図である。図４は本発明の実施例１に係るカメラ付き吐出装置の主要構成が方向変更装置に取り付けられた状態を示す斜視図である。図５は本発明の実施例１に係る方向変更装置の斜視図である。図６は本発明の実施例１に係るカメラ付き吐出装置の主要構成が変形例１に係る方向変更装置に取り付けられた状態を示す斜視図である。図７は本発明の変形例１に係る方向変更装置の斜視図である。図８は本発明の変形例２に係る方向変更装置の斜視図である。図９は本発明の変形例に係る吐出装置の模式的断面図である。図１０はカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の操作装置の概略図である。

＜無人航空機（マルチコプタ）＞
特に、図１を参照して、本実施例に係る吐出装置を備える無人航空機（マルチコプタ）の全体構成について説明する。本実施例においては、カメラ付き吐出装置１０が無人航空機２０に備えられている。無人航空機２０の機体２１は、機体胴部２２と、機体胴部２２から放射状に伸びる４本の腕部２３と、離着陸のための２本の脚部２６とを備えている。腕部２３の先端には、それぞれモータ２５を介して回転翼２４が設けられている。なお、図示例では、回転翼２４が４つのクアッドコプタを例示しているが、回転翼が３つのトライコプタ、回転翼が６つヘキサコプタ等、公知の種々のマルチコプタを採用することもできる。機体２１のヨー軸は紙面上下方向、ロール軸は紙面左右方向、ピッチ軸は紙面の表裏方向である。また、紙面上側が機体２１の上方、紙面左側が機体２１の前方である。

そして、脚部２６には、吐出装置２００が取り付けられている。本実施例に係る吐出装置２００は、吐出装置２００毎、交換可能に構成されている。また、内部のエアゾール容器のみを交換するように構成することもできる。この吐出装置２００は、その内部に備え
られるエアゾール容器内の内容物を吐出（噴射）させる機構が備えられている。本実施例においては、吐出装置２００は、脚部２６に取り付けられているが、脚部２６に限らず、機体胴部２２や腕部２３に取り付けられるように構成することもできる。

また、機体胴部２２の下面には、方向変更装置３００が設けられている。方向変更装置３００の具体例としては、ジンバルを挙げることができる。そして、この方向変更装置３００に、ノズル１６０等を保持する保持部材１７０が設けられている。ノズル１６０は、吐出装置２００内のエアゾール容器に接続された接続チューブ１５０の先端に取り付けられている。

＜吐出装置＞
特に、図２及び図３を参照して、本実施例に係る吐出装置２００について説明する。吐出装置２００は、内部中空の枠体２１０を備えている。この枠体２１０は、円筒状の枠体本体部２１０Ｘと、この枠体本体部２１０Ｘの一方の端部を覆う第１カバー部２２０と、他方の端部に設けられる第２カバー部２３０とから構成される。これら枠体本体部２１０Ｘ，第１カバー部２２０、及び第２カバー部２３０の材料としては、アルミ等の金属、プラスチック、または炭素繊維等の強度の高い軽量の素材を採用することができる。また、硬質の材料に限らず、軟質の材料、たとえば、シリコーンゴムやウレタンフォーム等のゴム材料を採用することもでき、要するにエアゾール容器１１０を収容する収容部の形状を保持することができる各種素材を用いることができる。

第１カバー部２２０は、その端部に設けられたオネジ部２２１ａが、枠体本体部２１０Ｘに設けられたメネジ部２１１にねじ込まれることで、枠体本体部２１０Ｘに対して着脱自在に構成されている。本実施例に係る第２カバー部２３０は、有底円筒形状の部材により構成されており。枠体本体部２１０Ｘに固定されている。これら枠体本体部２１０Ｘと第２カバー部２３０は一体に構成してもよい。第１カバー部２２０は、先端に貫通孔が設けられたドーム状のカバー本体２２１と、上記のオネジ部２２１ａを有する円筒部とから構成されている。カバー本体２２１は、空力特性を考慮して先端に向かって徐々に小径となるように縮径された、先端が丸みを帯びた円錐状、あるいはドーム状の曲面となっている。このように空力特性のよい形状とすることにより、水平方向の風（横風）の影響が小さくなり、無人航空機２０の飛行の安定化を図ることができる。また、エアゾール容器１１０の底部側に位置する第２カバー部２３０の内部には、エアゾール容器１１０の内容物を吐出（噴射）させるための駆動機構２４０が備えられている。

吐出装置２００に備えられるエアゾール容器１１０は、容器１１１の底部１１２が駆動機構２４０に備えられる底部支持部材２４４に支持され、容器１１１の頭部側が第１カバー部２２０に設けられた押圧部材２２２によって支持されている。押圧部材２２２は、第１カバー部２２０の頂部からエアゾール容器１１０の中心軸方向にステム１２０に向かって突出する筒状部２２２ａと、筒状部２２２ａの一端に設けられ第１カバー部２２０に固定される端部フランジ部２２２ｂと備えている。図３に示すように、押圧部材２２２における筒状部２２２ａの筒内には、アクチュエータ１４０における筒状部１４１とノズル１６０を連結する接続チューブ１５０が軸方向に摺動自在に挿入されている。また、押圧部材２２２における筒状部２２２ａの先端面が、アクチュエータ１４０のフランジ部１４２に当接あるいは近接している。なお、この押圧部材２２２は、第１カバー部２２０に一体に設けてもよい。

駆動機構２４０は、第２カバー部２３０に対して固定され、エアゾール容器１１０は軸方向には移動可能となっている。駆動機構２４０は、エアゾール容器１１０を軸方向に移動させることによって、内容物の吐出と停止を制御する役割を担っている。

この駆動機構２４０は、回転駆動源であるモータ２４１と、このモータ２４１によって回転可能に構成されるカム２４２と、カム２４２のカム面に沿って移動するカムフォロワ２４３とを備えている。カムフォロワ２４３は、容器１１１の底部１１２を支持する底部支持部材２４４に固定されている。図示例のカム２４２は卵形の円板カムで、このカム２４２のカム軸はエアゾール容器１１０の中心軸に対して直交しており、カム２４２の回転が、カムフォロワ２４３を介して底部支持部材２４４の直線運動に変換される。なお、カム２４２に対してカムフォロワ２４３を常時当接させるために、底部支持部材２４４はカム２４２側に向かって不図示の付勢手段（スプリングなど）によって付勢されている。

カム２４２は、通常は、最小径部分がカムフォロワ２４３に当接していて、底部支持部材２４４が後退限位置にあり、エアゾール容器１１０のバルブ機構１３０が閉弁状態で保持されている。モータ２４１によってカム２４２を回転させることで、底部支持部材２４４が軸方向（図２中、左方向）に前進する。すなわち、後退限位置でカムフォロワ２４３が当接するカム２４２の接触位置は、回転中心からの径が小さく、前進限位置でカムフォロワ２４３が当接するカム２４２の接触位置は、回転中心から径が大きく設定されている。図示例では、カム２４２の最大径部ではなく、最小径部から最大径部への移行部分で開弁するようになっているが、最大径部で開弁するように構成してもよい。

底部支持部材２４４の前進に伴って、エアゾール容器１１０も前進し、アクチュエータ１４０が押圧部材２２２の筒状部２２２ａの先端に押し付けられる。押圧部材２２２は第１カバー部２２０に固定されているので、筒状部２２２ａからの反力で、ステム１２０がエアゾール容器１１０内に押し込まれ、エアゾール容器１１０内のバルブ機構１３０が開弁される。バルブ機構１３０が開弁すると、ガス圧によって内容物が自動的に吐出される。

＜エアゾール容器＞
特に、図２及び図３を参照して、エアゾール容器１１０について、より詳細に説明する。エアゾール容器１１０は、内部に充填された液化ガスや圧縮ガスのガス圧によって、内容物を噴出する容器であり、既存の金属製のエアゾール容器が適用可能であるし、耐圧性を有するプラスチック製の容器を用いることもできる。エアゾール容器１１０には、吐出方向や吐出形態に応じて流路が形成された各種アクチュエータがステム１２０に装着される。図示例では、エアゾール容器１１０のステム１２０に、フランジ部１４２を有するアクチュエータ１４０を装着した例を示している。アクチュエータ１４０は、ストレートの吐出流路を備えた直線状の筒状部１４１と、筒状部１４１から軸直角方向に張り出すフランジ部１４２と、を備えた構成となっている。このアクチュエータ１４０の筒状部１４１に、接続チューブ１５０が接続されている。また、この接続チューブ１５０の先端に、吐出口１６１を備えるノズル１６０が接続されている（図４参照）。ノズル１６０の吐出口１６１の構成については、内容物を霧状に吐出するか、直線状の噴流として吐出するか、内容物の吐出形態、吐出方向に応じて、適宜設定可能である。

図示例では、エアゾール容器１１０を機体２１の下面に水平に搭載して使用するので、封入される噴射剤と内容物の形態としては、原液が内袋に収容され、内袋外周と容器本体内周との間に噴射剤が収容された隔離型が用いられる。隔離型であれば、エアゾール容器の姿勢が、横向き（ステムの位置が横向き）、下向き（ステムの位置が下向き）であっても吐出可能である。

もっとも、隔離型に限定されるものではなく、吐出時のエアゾール容器１１０の姿勢が、ステム１２０が上向きで使用される場合には、ディップチューブを備えた二相系、三相系の容器、ステム１２０が下向きで使用される場合には、ディップチューブを有さない二相系、三相系の容器を適用可能である。

なお、噴射剤としては、一般的な炭化水素（液化石油ガス）（ＬＰＧ）、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、フッ化炭化水素（ＨＦＯ−１２３４ＺＥ）等の液化ガス、二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素等の圧縮ガスが適用可能である。火災に対する安全性を考慮すると非引火性のフッ化炭化水素、二酸化炭素、窒素、亜酸化窒素等が好適であり、特に、環境負荷を考慮すると、窒素が好適である。

＜エアゾール容器のバルブ機構＞
特に、図３を参照して、駆動機構２４０によって、弁の開閉が行われる、エアゾール容器のバルブ機構１３０について説明する。すなわち、ステム１２０には、先端開口部から軸方向に所定寸法延びる吐出流路１２１が設けられ、ステム１２０の側面に弁孔となるステム孔１２２が開口しており、このステム孔１２２がマウンティングカップ１１３の挿通孔の孔縁に装着されたガスケット１３１の内周面によって封止されている。

通常は、ガス圧とスプリング１３２の付勢力でステム１２０が突出方向に付勢され、弁体となるガスケット１３１の内周縁を軸方向に押圧することで、ガスケット１３１の内周面が弁座を構成するステム孔１２２の孔縁に密接して閉弁状態に維持されている。

上述の駆動機構２４０のカム２４２によって、底部支持部材２４４が前進限に移動すると、エアゾール容器１１０が第１カバー部２２１側に移動し、アクチュエータ１４０のフランジ部１４２が押圧部材２２２の端面に当接し、その反力によってステム１２０が相対的に容器内方に向かって押し込まれる。ステム１２０が押し込まれると、ガスケット１３１の内周縁が容器の内方に向けて撓み、ガスケット１３１の内周面がステム孔１２２の孔縁から離れて開弁し、ガス圧で押された内容物がステム１２０の吐出流路１２１から吐出（噴射）される。

図示例のバルブ機構１３０は一例であり、このような構成に限定されるものではなく、通常は閉弁状態を維持し、ステム１２０を押し込むことによって開弁する種々の構成を適用することができる。

この例では、カム機構によってモータ２４１の軸の回転運動を直線運動に変換するようになっているが、本発明において、エアゾール容器における弁の開閉を行うための機構は、カム機構に限定されるものではない。例えば、ねじ送り機構や、ラックアンドピニオン等によって、モータの軸の回転運動を直線運動に変換する機構を適用することもできる。また、回転モータではなく、直線駆動用のリニアモータや、電磁ソレノイド等の直線駆動源を用い、運動変換機構を用いることなく、エアゾール容器１１０を軸方向に移動させる構成とすることもできる。

＜方向変更装置＞
特に、図４及び図５を参照して、本実施例に係る方向変更装置３００について説明する。本実施例においては、方向変更装置３００に、ノズル１６０とカメラ１８０とを保持する保持部材１７０が取り付けられている。上記の通り、ノズル１６０は、エアゾール容器１１０に接続された接続チューブ１５０の先端に取り付けられている。また、カメラ１８０の本体部分は、保持部材１７０の内部に設けられており、レンズのみが露出するように構成されている（図４参照）。このカメラ１８０は、ノズル１６０から吐出される内容物の吐出状況を撮影可能な位置に設けられている。また、カメラ１８０の撮像範囲には、ノズル１６０が入らないように設けられている。以上の構成により、方向変更装置３００によって、保持部材１７０の方向が変更されることにより、ノズル１６０とカメラ１８０は、一体的に動作する（一体的に方向が変更する）。

次に、特に、図５を参照して、方向変更装置３００自体の機構について説明する。方向変更装置３００は、第１モータ３１０と、第１モータ３１０の駆動力によって回転する第１回転体３２０と、第１回転体３２０の回転に伴って旋回する第２モータ３４０と、第２モータ３４０の駆動力によって回転する第２回転体３５０とを備えている。第１回転体３２０と第２モータ３４０は第１アーム３３０により連結されている。そして、方向変更装置３００は、更に、第２回転体３５０の回転に伴って旋回する第３モータ３７０と、第３モータ３７０の駆動力によって回転する第３回転体３８０とを備えている。第２回転体３５０と第３モータ３７０は第２アーム３６０により連結されている。そして、第３回転体３８０に対して、上記の保持部材１７０が連結部３８５を介して固定されている。これにより、保持部材１７０に保持されたノズル１６０は、第３回転体３８０の動作に伴って向きが変更される。

このように、方向変更装置３００は、ノズル１６０の向きを変更可能に軸支する少なくとも一つの回転体（本実施例においては、第１回転体３２０と第２回転体３５０と第３回転体３７０）を備えている。そして、保持部材１７０に保持されたノズル１６０は、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線Ｌが、全ての回転体の回転中心線の延長線と交わるように設計されている。本実施例においては、第１回転体３２０の回転中心線の延長線３２１と、第２回転体３５０の回転中心線の延長線３５１と、第３回転体３８０の回転中心線の延長線３８１は、それぞれ直交するように構成されている。そして、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線Ｌと、第３回転体３８０の回転中心線の延長線３８１が一致するように設計されている。従って、延長線Ｌは、延長線３２１と延長線３５１に対しては直交するように交わり、延長線３８１に対しては一致するように交わる。

以上の構成によれば、ノズル１６０の吐出口１６１からエアゾール容器１１０の内容物が吐出された際の反力が生じても、当該反力は、各回転体（第１回転体３２０と第２回転体３５０と第３回転体３７０）を回転させるトルクとしては作用しない。

＜方向変更装置の変形例１＞
図６及び図７を参照して、変形例１に係る方向変更装置３００ａについて説明する。本変形例においても、方向変更装置３００ａに、ノズル１６０とカメラ１８０とを保持する保持部材１７０が取り付けられている。これらノズル１６０とカメラ１８０に関する構成については、上記の通りであるので、その説明は省略する。

本変形例に係る方向変更装置３００ａは、第１モータ３１０と、第１モータ３１０の駆動力によって回転する第１回転体３２０と、第１回転体３２０の回転に伴って旋回する第２モータ３４０と、第２モータ３４０の駆動力によって回転する第２回転体３５０とを備えている。第１回転体３２０と第２モータ３４０は第１アーム３３０により連結されている。そして、第２回転体３５０に対して、上記の保持部材１７０が連結部３５５を介して固定されている。これにより、保持部材１７０に保持されたノズル１６０は、第２回転体３５０の動作に伴って向きが変更される。

このように、本変形例に係る方向変更装置３００ａにおいても、ノズル１６０の向きを変更可能に軸支する少なくとも一つの回転体（本変形例においては、第１回転体３２０と第２回転体３５０）を備えている。そして、保持部材１７０に保持されたノズル１６０は、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線Ｌが、全ての回転体の回転中心線の延長線と交わるように設計されている。本実施例においては、第１回転体３２０の回転中心線の延長線３２１と、第２回転体３５０の回転中心線の延長線３５１は、それぞれ直交するように構成されている。そして、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線Ｌは、延長線３２１と延長線３５１に対して直交するように交わっている。

以上の構成によれば、ノズル１６０の吐出口１６１からエアゾール容器１１０の内容物が吐出された際の反力が生じても、当該反力は、各回転体（第１回転体３２０と第２回転体３５０）を回転させるトルクとしては作用しない。

＜方向変更装置の変形例２＞
図８を参照して、変形例２に係る方向変更装置３００ｂについて説明する。本変形例においても、方向変更装置３００ｂに、ノズル１６０とカメラ１８０とを保持する保持部材１７０が取り付けられる（図８においては、ノズル１６０の吐出口１６１のみを示している）。ノズル１６０とカメラ１８０に関する構成については、上記の通りであるので、その説明は省略する。

本変形例に係る方向変更装置３００ｂは、第１モータ３１０と、第１モータ３１０の駆動力によって回転する第１回転体３２０と、第１回転体３２０の回転に伴って旋回する第２モータ３４０と、第２モータ３４０の駆動力によって回転する第２回転体３５０とを備えている。第１回転体３２０と第２モータ３４０は、２つの板状部材３３１，３３２により連結されている。そして、第２回転体３５０に対して、上記の保持部材１７０（不図示）が固定される。これにより、保持部材１７０に保持されたノズル１６０は、第２回転体３５０の動作に伴って向きが変更される。

このように、本変形例に係る方向変更装置３００ｂにおいても、ノズル１６０の向きを変更可能に軸支する少なくとも一つの回転体（本変形例においては、第１回転体３２０と第２回転体３５０）を備えている。そして、保持部材１７０に保持されたノズル１６０は、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線Ｌが、全ての回転体の回転中心線の延長線と交わるように設計されている。本実施例においては、第１回転体３２０の回転中心線の延長線３２１と、第２回転体３５０の回転中心線の延長線３５１は、距離Ｗだけ離れており、交わってはいない。そして、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線Ｌは、延長線３２１と延長線３５１に対して直交するように交わっている。

＜方向変更装置のその他の例＞
これまでの方向変更装置の例については、回転体が３つ設けられる場合と、２つ設けられる場合を説明した。しかしながら、本発明においては、回転体は少なくとも一つあればよく、その数が限定されることはない。例えば、上記の各例で示した第１モータ３１０と、第１モータ３１０の駆動力によって回転する第１回転体３２０のみを備える方向変更装置を採用し、第１回転体３２０に対して、上記の保持部材１７０を固定する構成を採用することもできる。この場合、保持部材１７０に保持されたノズル１６０は、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線Ｌが、第１回転体３２０の回転中心線の延長線３２１に対して直交するように設ければよい。このような構成においても、ノズル１６０の吐出口１６１からエアゾール容器１１０の内容物が吐出された際の反力が生じても、当該反力は、第１回転体３２０を回転させるトルクとしては作用しない。なお、回転体を４つ以上設けても構わない。

＜吐出装置の変形例＞
上記の通り、吐出装置には、エアゾール容器１１０の内容物を吐出（噴射）させるための機能が備えられている。上記の実施例においては、駆動機構２４０によって、エアゾール容器１１０の底部１１２を頭部側に押圧してエアゾール容器１１０を移動させることで、エアゾール容器１１０のバルブ機構１３０を開弁状態にする構成を示した。しかしなが
ら、本発明において、エアゾール容器の内容物を吐出（噴射）させるための機能を実現するための構成は、そのような構成に限定されることはない。例えば、エアゾール容器に備えられるアクチュエータを、エアゾール容器の底部側に向けて押圧する機構を設けることもできる。また、カートリッジ内に、別途、バルブ機構を設けることで、エアゾール容器の内容物を吐出（噴射）させる機能を発揮させることもできる。ここでは、後者の一例について図９を参照して説明する。

図９に示される変形例に係る吐出装置２００Ｘにおいても、内部中空の枠体２１０の内部にエアゾール容器１１０が装着される。本変形例では、容器１１１は枠体２１０の内部に固定されている。また、この吐出装置２００Ｘに装着されるエアゾール容器１１０においては、ステム１２０が常時押し下げられた状態となるように構成されており、エアゾール容器１１０の内部に設けられたバルブは、常時、開弁状態となっている。例えば、エアゾール容器１１０を枠体２１０に装着すると、枠体２１０に固定された押圧部（不図示）によって、ステム１２０が押し下げられるようにすればよい。

そして、本変形例においては、ステム１２０の吐出流路に繋がる流路１２０Ｘの途中に、バルブ機構２５０が設けられている。このバルブ機構２５０の一例としては、ソレノイドバルブを挙げることができる。このような構成によれば、バルブ機構２５０の制御により、バルブの開閉を行うことができ、エアゾール容器１１０の内容物を吐出（噴射）させる機能を発揮させることができる。

＜電気設備＞
特に、図１を参照して、カメラ付き吐出装置１０と無人航空機２０を駆動するための電気設備について説明する。図１では、電気設備については、簡略的に示している。カメラ付き吐出装置１０を制御する吐出装置制御部４２０は、無人航空機２０の飛行を制御する飛行制御部４１０とは別に設けられている。飛行制御部４１０と吐出装置制御部４２０は、いずれも機体２１に設けられている。なお、カメラ付き吐出装置１０を駆動するための電源と、無人航空機２０を駆動するための電源についても、機体２１に設けられている（いずれも不図示）。なお、これらの電源については、各制御部に組み込んでもよいし、制御部とは別に設けてもよい。

また、無人航空機２０を遠隔操作するためのアンテナ４１２を含む飛行用通信部４１１と、カメラ付き吐出装置１０を遠隔操作するためのアンテナ４２２を含む吐出装置用通信部４２１が、それぞれ機体２１に搭載されている。

吐出装置制御部４２０、吐出装置用通信部４２１及び吐出装置用電源は、飛行制御部４１０、飛行用通信部４１１及び飛行用電源の一部、あるいは全てに、その役割を持たせてもよい。

上述した吐出装置２００と機体２１とを接続する構造、及び、方向変更装置３００と機体２１との接続構造については、特に図示しないが、各種の公知技術を採用し得る。例えば、スライドレールとＴ形溝のスライド式の嵌合構造の他、バヨネット結合のような回転方向に掛け外しが可能な構成としてもよいし、ねじ止め、クリップ結合、クランプ等、取り外しと取り付けを容易化した種々の構造を採用し得る。

そして、接続構造の部分に、機体２１側に配置された電源等と、吐出装置２００側に設けられたモータ２４１、及び方向変更装置３００側に設けられた各モータとを電気的に接続する電気接点を設けることができる。また、機体２１側に配置された電源等と、吐出装置２００側に設けられたモータ２４１、及び方向変更装置３００側に設けられた各モータとは、ケーブルと、ケーブルに取り付けられたコネクタとを用いて電気的に接続すること
もできる。

＜吐出装置を備える無人航空機の操作＞
特に、図１０を参照して、本実施例に係るカメラ付き吐出装置１０を備える無人航空機２０の操作について説明する。無人航空機２０の飛行は、第１操縦端末５１０に設けられたレバー５１１，５１２の操作を行うことにより、アンテナ５１３から操作信号が飛行用通信部４１１に送信されて、遠隔操作される。この第１操作端末５１０には、カメラ１８０により撮像された映像を映し出すディスプレイ５１４が設けられている。また、本実施例においては、第２操作端末５２０も備えられている。この第２操作端末５２０におけるレバー５２１，５２２の操作を行うことにより、アンテナ５２３から操作信号が吐出装置用通信部４２１に送信されて、方向変更装置３００が遠隔操作される。また、吐出ボタン５２５及び停止ボタン５２６によって、アンテナ５２３から操作信号が吐出装置用通信部４２１に送信されて、エアゾール容器のバルブ機構１３０が遠隔操作される。この第２操作端末５２０にも、カメラ１８０により撮像された映像を映し出すディスプレイ５２４が設けられている。

操作者は、ディスプレイ５２４上の画像を見ながら、吐出ボタン５２５を押すと、吐出指令信号が送信され、ノズル１６０からエアゾール容器１１０の内容物が吐出される。また、停止ボタン５２６が押されると、停止指令信号が送信され、ノズル１６０からの吐出が停止する。

吐出と停止の切り替えは、ボタンの操作だけでなく、予め記憶されたプログラムに従って、自動的に切り替えることもできる。たとえば、航路を予めプログラムしておいて、ＧＰＳからの信号によって、地図上の位置及び高度計によって高さを検出し、所定の位置に達すると吐出を開始し、所定のエリアの吐出が終了すると吐出を停止するようにすることもできる。

＜本実施例に係る吐出装置の優れた点＞
本実施例に係るカメラ付き吐出装置１０によれば、ノズル１６０とカメラ１８０が、共通の方向変更装置３００，３００ａ，３００ｂによって、一体的に動作する構成が採用されているので、ノズル用の方向変更装置とカメラ用の方向変更装置を別々に設ける必要がない。これにより、カメラ１８０の向きとノズル１６０の向きを変更可能にしつつ、軽量化を図ることができる。また、カメラ１８０の向きとノズル１６０の向きを変更するための制御の仕方を簡略化することができる。更に、保持部材１７０にノズル１６０とカメラ１８０とを保持させた状態で、カメラ１８０の撮像範囲には、ノズル１６０が入らないように設けられているため、ノズル１６０とカメラ１８０の向きが変更されても、ノズル１６０が撮像されてしまうことはない。従って、視野を常時大きくすることができる。

また、本実施例においては、ノズル１６０から内容物が吐出された際に発生する反力が、各回転体（第１回転体３２０，第２回転体３５０，第３回転体３８０）を回転させるトルクとして作用してしまうことを抑制することができる。従って、内容物を吐出させた際に、ノズル１６０及びカメラ１８０の向きが変動してしまうことを抑制することができる。

（実施例２）
図１１及び図１２には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、方向変更装置に、ノズルとカメラとを保持する保持部材が取り付けられて、吐出装置は機体に取り付けられる場合の構成を示した。これに対し、本実施例においては、方向変更装置に、ノズルとカメラを備える吐出装置が取り付けられる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して
、その説明は省略する。

図１１は本発明の実施例２に係るカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の外観図であり、無人航空機を側方側から見た外観を示している。図１２は本発明の実施例２に係るカメラ付き吐出装置の主要構成を示す斜視図である。

本実施例においても、上記実施例１の場合と同様に、カメラ付き吐出装置１０が無人航空機２０に備えられている。無人航空機２０に関する構成については、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。

本実施例においても、機体胴部２２の下面には、方向変更装置３００が設けられている。方向変更装置３００の構成についても、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。なお、本実施例においても、上記実施例１で説明した各種変形例に係る方向変更装置３００ａ，３００ｂを採用することができる。

そして、本実施例においては、方向変更装置３００に、吐出装置２００が設けられている。吐出装置２００自体の構成については、上記実施例１において、図２及び図３を参照して説明した構成と同一である。ただし、上記実施例１の場合には、アクチュエータ１４０に接続チューブ１５０が接続されていたのに対して、本実施例の場合には、アクチュエータ１４０に、剛性の高い材料から構成される管１５５が接続されている点で、上記実施例１とは異なっている。

また、本実施例においては、この管１５５の先端側に、ノズル１６０とカメラ１８０とを保持する保持部材１７０が取り付けられている。なお、ノズル１６０は、管１５５の先端に取り付けられている。ノズル１６０，カメラ１８０、及びこれらを保持する保持部材１７０の構成については、上記実施例１の場合と同様であるので、その説明は省略する。なお、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線と、方向変更装置３００に備えられる各回転体の回転中心線の延長線との関係についても、上記実施例１の場合と同様である。

このように、本実施例においては、エアゾール容器を保持する枠体（つまり、吐出装置２００の枠体２１０）により、ノズル１６０とカメラ１８０が保持されている点で、上記実施例１とは異なっている。

以上のように構成される本実施例に係るカメラ付き吐出装置においても、上記実施例１の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。

（実施例３）
図１３及び図１４には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１では、方向変更装置に、ノズルとカメラとを保持する保持部材が取り付けられて、吐出装置は機体に取り付けられる場合の構成を示した。これに対し、本実施例においては、方向変更装置に、ノズルとカメラを備える吐出装置が取り付けられる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図１３は本発明の実施例３に係るカメラ付き吐出装置を備える無人航空機の外観図であり、無人航空機を側方側から見た外観を示している。図１４は本発明の実施例３に係る吐出装置を備える無人航空機の外観図であり、無人航空機を正面側から見た外観を示している。

また、本実施例においては、この管１５５の先端に、ノズル１６０が取り付けられている。また、吐出装置２００の枠体２１０の外壁面に、カメラ１８０が取り付けられている。なお、枠体２１０とは別体であるカメラ１８０を枠体２１０の表面に取り付ける構成の他にも、枠体２１０の内部にカメラ１８０を一体的に内蔵させたり、枠体２１０と、カメラ１８０のハウジングとを一体とさせたりする構成を採用してもよい。カメラ１８０が、ノズル１６０から吐出される内容物の吐出状況を撮影可能な位置に設けられている点、及び、カメラ１８０の撮像範囲には、ノズル１６０が入らないように設けられている点については、上記実施例１の場合と同様である。本実施例においても、方向変更装置３００によって、吐出装置２００の向きが変更され、ノズル１６０とカメラ１８０は、一体的に動作する（一体的に方向が変更する）。

なお、ノズル１６０の吐出口１６１の中心線の延長線と、方向変更装置３００に備えられる各回転体の回転中心線の延長線との関係についても、上記実施例１の場合と同様である。

以上のように構成される本実施例に係る吐出装置においても、上記実施例１の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。

１０カメラ付き吐出装置
２０無人航空機
２１機体，２２機体胴部，２３腕部，２４回転翼，２５モータ，２６脚部
１１０エアゾール容器
１１１容器，１１２底部，１１３マウンティングカップ
１２０ステム，１２０Ｘ流路，１２１吐出流路，１２２ステム孔
１３０バルブ機構，１３１ガスケット，１３２スプリング
１４０アクチュエータ，１４１筒状部，１４２フランジ部
１５０接続チューブ
１５５管
１６０ノズル，１６１吐出口
１７０保持部材
１８０カメラ
２００，２００Ｘ吐出装置
２１０枠体
２１０Ｘ枠体本体部，２１１メネジ部
２２０第１カバー部，２２１カバー本体，２２１ａオネジ部
２２２押圧部材，２２２ａ筒状部，２２２ｂ端部フランジ部
２３０第２カバー部
２４０駆動機構
２４１モータ，２４２カム，２４３カムフォロワ，２４４底部支持部材
２５０バルブ機構
３００，３００ａ，３００ｂ方向変更装置
３１０第１モータ，３４０第２モータ，３７０第３モータ
３２０第１回転体，３５０第２回転体，３８０第３回転体
３２１，３５１，３８１延長線
３３０第１アーム，３６０第２アーム
３５５，３８５連結部
４１０飛行制御部
４１１飛行用通信部，４１２アンテナ
４２０吐出制御装置
４２１吐出装置用通信部，４２２アンテナ
５１０第１操縦端末
５１１，５１２レバー，５１３アンテナ，５１４ディスプレイ
５２０第２操作端末
５２１，５２２レバー，５２３アンテナ５２４ディスプレイ，５２５吐出ボタン，５２６停止ボタン

Claims

移動体に搭載されるエアゾール容器の内容物を吐出するノズルと、
前記移動体に搭載されるカメラと、
を備えるカメラ付き吐出装置であって、
前記エアゾール容器から内容物を吐出させる駆動機構が設けられ、かつ、前記駆動機構は、前記エアゾール容器の容器本体を移動させることで、該容器本体から突出するステムを該容器本体に対して押し込んで内容物を吐出させる構成であると共に、
前記ノズルと前記カメラが、共通の方向変更装置によって、一体的に動作するように設けられていることを特徴とするカメラ付き吐出装置。
前記ノズルと前記カメラとを保持する保持部材を備え、
前記移動体に固定されたエアゾール容器に接続された接続チューブの先端に前記ノズルが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ付き吐出装置。
前記エアゾール容器を保持する枠体を備えると共に、
前記枠体により、前記ノズルと前記カメラが保持されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ付き吐出装置。
前記カメラは、前記ノズルから吐出される内容物の吐出状況を撮影可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のカメラ付き吐出装置。
前記方向変更装置は、前記ノズルの向きを変更可能に軸支する少なくとも一つの回転体を備えており、
前記ノズルにおける吐出口の中心線の延長線が、全ての前記回転体の回転中心線の延長線と交わることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のカメラ付き吐出装置。
前記方向変更装置は、
第１モータと、
第１モータの駆動力によって回転する第１回転体と、
第１回転体の回転に伴って旋回する第２モータと、
第２モータの駆動力によって回転する第２回転体と、
第２回転体の回転に伴って旋回する第３モータと、
第３モータの駆動力によって回転する第３回転体と、
を備えており、
前記ノズルは、第３回転体の動作に伴って向きを変更するように設けられていることを特徴とする請求項５に記載のカメラ付き吐出装置。
前記方向変更装置は、
第１モータと、
第１モータの駆動力によって回転する第１回転体と、
第１回転体の回転に伴って旋回する第２モータと、
第２モータの駆動力によって回転する第２回転体と、
を備えており、
前記ノズルは、第２回転体の動作に伴って向きを変更するように設けられていることを特徴とする請求項５に記載のカメラ付き吐出装置。