JP7324107B2 - 空陸両用移動体 - Google Patents

Description

本発明は、空陸両用移動体に関する。

従来一般的な航空機は、着陸後に機体を地上で支持し、地上を滑走するために、車輪および緩衝装置等を含む着陸装置を備える。かかる着陸装置は、空中飛行時に航空機の空気抵抗を増加させる原因となるため、飛行時には着陸装置を折り畳む、または収縮させるなどして、機体に収容することが好ましい。

例えば、特許文献１～３には、航空機の離陸後に、着陸装置の全長を短くする収縮機構を用いて、着陸装置を機体内に収容することが開示されている。このように収縮機構により着陸装置の全長を短くすることで、着陸装置を収容するための収容スペースを削減することができる。

特開２０１８－１１８７２０号公報 特開２０１０－０１８２６９号公報 特開２０１８－１７２１０６号公報

しかしながら、上記特許文献１～３等に記載の従来一般的な航空機では、着陸装置が収縮機構を備えるため、着陸装置の構造が複雑化し、機体の重量が増加するという問題があった。

ところで、近年、自動車または自動二輪車などのような小型の車両でありながら、地上走行だけでなく空中飛行も可能な空陸両用移動体の開発が進められている。この小型の空陸両用移動体は、車輪と翼を備え、通常の車両と同等に車輪を用いて地上を走行できるとともに、翼の揚力により空中を飛行することもできる。

かかる空陸両用移動体においても、空中飛行時に空気抵抗を低減するため、できるだけ車輪を機体内に収容することが好ましい。反面、安定して地上走行するためには、機体内に収容した車輪を確実に展開して、機体外に露出させることが求められる。

しかしながら、このような特殊なモビリティである空陸両用移動体において車輪を機体に収容および展開する技術に関し、従来では明確なコンセプトが何ら提案されていなかった。また、上記特許文献１～３の一般的な航空機における着陸装置の収縮機構を空陸両用移動体に適用した場合、空陸両用移動体の装置構造が複雑化し、機体重量が増加してしまうので、小型の空陸両用移動体には適さないという問題があった。

そこで、本発明は、空陸両用移動体の車輪を機体に収容する収容機構を簡素化、軽量化しつつ、飛行時の空気抵抗を低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の空陸両用移動体は、地上走行および飛行可能な空陸両用移動体であって、胴体と、胴体に設けられる翼と、胴体の下側に設けられる車輪と、胴体と車輪との間に伸縮自在に設けられるサスペンションと、少なくとも空陸両用移動体の自重によりサスペンションが収縮した状態で、サスペンションの伸長をロック可能なロック機構と、閉状態で車輪の下部を被覆し、開状態で車輪の下部を露出させる被覆部材と、車輪の下端よりも上方に退避する退避位置と、車輪の下端よりも下方に突出する突出位置との間で、上下動可能に設けられる可動部材と、を備え、被覆部材は、可動部材の上下動に連動して開閉可能に設けられ、可動部材が退避位置に移動すると開状態となり、可動部材が突出位置に移動すると前記閉状態となる。

ロック機構は、空陸両用移動体の離陸前に、自重により収縮した状態のサスペンションの伸長をロックし、空陸両用移動体の着陸前に、サスペンションのロックを解除して、サスペンションを伸縮自在にしてもよい。

被覆部材は、可動部材の下方移動に連動して空陸両用移動体の離陸後に閉状態となって、車輪の下部を被覆してもよい。

可動部材を退避位置に固定する固定機構を備え、固定機構は、可動部材の固定を解除することにより、可動部材を自重により下方に移動させてもよい。

本発明によれば、空陸両用移動体の車輪を機体に収容する収容機構を簡素化、軽量化しつつ、飛行時の空気抵抗を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る地上走行モードの空陸両用移動体を示す概略斜視図である。 同実施形態に係る垂直離着陸モードの空陸両用移動体を示す概略斜視図である。 同実施形態に係る水平飛行モードの空陸両用移動体を示す概略斜視図である。 同実施形態に係る空陸両用移動体の動力系の構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る空陸両用移動体の内部構造を示す概略図である。 同実施形態に係るロック機構を示す概略図である。 同実施形態に係るロック機構を示す概略図である。 同実施形態に係るサスペンションが空陸両用移動体の自重により収縮した状態を示す概略図である。 同実施形態に係るロック機構のロック状態とロック解除状態を示す概略図である。 同実施形態に係る車輪被覆機構の構成を示す概略図である。 同実施形態に係る車輪被覆機構の動作を示す概略図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

[１．空陸両用移動体の全体構成と動作モード]
まず、図１～図３を参照して、本発明の一実施形態に係る空陸両用移動体１の全体構成と動作モードについて説明する。図１は、地上走行モードの空陸両用移動体１の概略斜視図である。図２は、垂直離着陸モードの空陸両用移動体１の概略斜視図である。図３は、水平飛行モードの空陸両用移動体１の概略斜視図である。

以下では、空陸両用移動体１の進行方向に対して平行な方向を前後方向Ｘ（ロール軸方向）、前後方向Ｘに対して垂直な水平方向を左右方向Ｙ（ピッチ軸方向）、前後方向Ｘおよび左右方向Ｙに対して垂直な方向を上下方向Ｚ（ヨー軸方向）として説明する。前方向＋Ｘは、前後方向Ｘのうち機体の前側に向かう方向（空陸両用移動体１の進行方向）であり、後方向－Ｘは、前後方向Ｘのうち機体の後側に向かう方向である。左方向＋Ｙ、右方向－Ｙはそれぞれ、左右方向Ｙのうち機体の左側、右側に向かう方向である。上方向＋Ｚ、下方向－Ｚはそれぞれ、上下方向Ｚのうち機体の上側、下側に向かう方向である。

図１～図３に示すように、本実施形態に係る空陸両用移動体１（以下、「移動体１」と略称する。）は、例えば、２つの車輪３と、左右一対の主翼５を備えた自動二輪車である。移動体１は、地上走行および飛行可能に構成されている。つまり、移動体１は、２つの車輪３等の走行手段を備えることで、自動二輪車と同様に地上を走行可能である。かつ、移動体１は、主翼５等の飛行手段を備えることで、航空機と同様に空中を飛行可能である。

移動体１は、車輪３と、主翼５と、胴体７と、水平尾翼９と、垂直尾翼１１と、第１回転翼１３と、第２回転翼１５と、主翼桁１７と、ヒンジ機構１９とを備える。移動体１は、図１～３に示すように、主翼５の配置を変更することにより、動作モードを切り替えることが可能である。動作モードは、地上走行モード（図１）と、垂直離着陸モード（図２）と、水平飛行モード（図３）とを含む。垂直離着陸モードおよび水平飛行モードは、空中飛行モードとも呼ぶ。

図１に示す地上走行モードでは、移動体１は、胴体７に対し主翼５、５が後方向－Ｘに折り畳まれる主翼折畳状態となる。主翼５、５が折り畳まれることで、移動体１の左右方向Ｙの幅が小さくなる。その結果、移動体１は、地上走行時に走行幅が制限されるような環境下においても走行可能となる。

図２に示す垂直離着陸モードでは、移動体１は、胴体７に対し主翼５、５が左方向＋Ｙおよび右方向－Ｙに展開される主翼展開状態となる。主翼５、５の付け根に配置されたヒンジ機構１９により、上下方向Ｚに延びる回動軸を中心に主翼５、５を回動させることで、移動体１は、図１に示す主翼折畳状態（地上走行モード）と、図２に示す主翼展開状態（垂直離着陸モード）とに切り替わる。垂直離着陸モードでは、主翼５、５は大凡ＹＺ平面内に配置され、第１回転翼１３、１３の回転中心軸は大凡上下方向Ｚとなる。この状態で、第１回転翼１３が回転すると、移動体１の上方向＋Ｚに推力（揚力）を発生させることができる。上方向＋Ｚへの推力を増減させることで、移動体１は、地上から上方向＋Ｚに浮上して離陸したり、あるいは、空中から下方向－Ｚに下降して着陸したりすることができる。このように、移動体１は、垂直離着陸可能な飛行体として動作可能である。

図３に示す水平飛行モードでは、垂直離着陸モードと同様に、移動体１は、主翼展開状態となる。水平飛行モードでは、主翼５、５および第１回転翼１３、１３は、上記垂直離着陸モード時の状態から主翼桁１７を中心に前方に９０度回動した状態となり、主翼５、５は大凡ＸＹ平面内に配置され、第１回転翼１３、１３の回転中心軸は大凡前後方向Ｘとなる。移動体１は、左右方向Ｙに延びる回動軸を中心に主翼桁１７を回動させることで、図２に示す垂直離着陸モードと、図３に示す水平飛行モードとに切り替わる。水平飛行モード中、第１回転翼１３が回転すると、移動体１の前方向＋Ｘに推力（揚力）を発生させることができる。前方向＋Ｘへの推力を増減することで、移動体１は、前方向＋Ｘに移動する速度（即ち、飛行速度）を増減することができる。

[２．移動体の各構成要素]
次に、本実施形態に係る移動体１の各構成要素について詳述する。

本実施形態に係る移動体１は、例えば、自動二輪車をベースとした飛行体であるため、地上走行時に地面に接触する駆動輪として、２つの車輪３（前輪３ａ、後輪３ｂ）を備える。前輪３ａは、胴体７の下部の前側に設けられる。後輪３ｂは、胴体７の下部の後側に設けられる。車輪３は、図１に示す地上走行モードおいて、回転駆動しながら地面と接触し、移動体１を走行させる。

胴体７の中央部の左右両側に一対の主翼５、５が設けられる。主翼５、５は、前後方向Ｘにおける胴体７の中央部に配置され、胴体７の左右両側に連結される。主翼５、５は、図３に示す水平飛行モードにおいて、胴体７の左右両側に展開され、移動体１に上方向＋Ｚの揚力を発生させる。

胴体７は、移動体１の機体の中心構造部材であり、前後方向Ｘの長さが左右方向Ｙの長さよりも長い。胴体７の内部には、搭乗者が搭乗可能な搭乗スペースＳが形成されるとともに、エンジン等の駆動源、燃料タンク、運転装置、計測器等の各種装置が搭載される。本実施形態に係る胴体７は、搭乗スペースＳおよび各種装置、車輪３等のほぼ全体を覆うカバーを備えているが、かかる例に限定されず、胴体７内の搭乗スペースＳまたは各種装置の一部は、カバーで覆われずに露出していてもよい。

胴体７の後部の左右両側に、一対の水平尾翼９、９が設けられる。水平尾翼９、９は、胴体７の後部から左右方向Ｙに張り出すように配置される。水平尾翼９、９は、移動体１のピッチ軸回り（図１～図３中、Ｙ軸回り）の安定性を保つ機能を有する。

垂直尾翼１１は、胴体７の後部の上側に、上方向＋Ｚに張り出すように設けられる。垂直尾翼１１は、移動体１のヨー軸回り（図１～図３中、Ｚ軸回り）の安定性を保つ機能を有する。

第１回転翼１３、１３は、一対の主翼５、５のそれぞれに設けられる。第１回転翼１３は、不図示のモータにシャフトを介して接続されたスピナ１３ａと、スピナ１３ａの周囲に放射状に配置される複数のブレード１３ｂを備える。第１回転翼１３を回転させることにより図２に示す垂直離着陸モードにおいて上方向＋Ｚに推力（揚力）を発生させ、また、図３に示す水平飛行モードにおいて前方向＋Ｘに推力を発生させる。

第２回転翼１５は、胴体７の後端において、一対の水平尾翼９、９の間に設けられる。第２回転翼１５を回転させることで、上下方向Ｚに推力を発生させ、移動体１のピッチ軸回りの姿勢を制御する。第２回転翼１５は、主に移動体１の空中停止（ホバー）時に使用される。

主翼桁１７は、主翼５、５を支持する機能を有する。主翼桁１７は、左右一対の主翼５、５および胴体７に跨って左右方向Ｙに延びるように設けられる。主翼桁１７は、左右方向Ｙに胴体７を貫通するように配置される。本実施形態では、主翼桁１７は、中心の胴体７内に配置される主翼桁１７Ａと、左右一対の主翼５、５内に配置される主翼桁１７Ｂ、１７Ｂとから構成される。主翼桁１７Ａと主翼桁１７Ｂ、１７Ｂはヒンジ機構１９により連結される。

かかる主翼桁１７が円筒形状として回動可能に構成されることで、移動体１をティルトウィング機として成立させることができる。つまり、移動体１は、左右方向Ｙに延びる回動軸を中心に主翼桁１７を回動させることにより、主翼５、５を回動させて、上記垂直離着陸モード（図２）時の状態、または水平飛行モード（図３）時の状態にすることができる。これにより、移動体１は、垂直離発着から水平飛行まで行うことができる。

主翼桁１７の途中には、左右一対のヒンジ機構１９、１９が設けられる。ヒンジ機構１９、１９は、胴体７の左右両側に配置される。ヒンジ機構１９は、胴体７内の主翼桁１７Ａと、主翼５内の主翼桁１７Ｂとを折れ曲げ可能に連結する。また、ヒンジ機構１９は、主翼５、５を胴体７に対し折り畳み可能に支持する。かかるヒンジ機構１９により、上記地上走行モード（図１）では、主翼桁１７Ａに対して主翼桁１７Ｂ、１７Ｂを折り曲げて、胴体７に対して主翼５、５を折り畳むことができる。一方、垂直離着陸モード（図２）や水平飛行モード（図３）では、左右方向Ｙに延びるように主翼桁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｂを真っ直ぐに連結して、胴体７に対して主翼５、５を展開することができる。

[３．移動体の動力系の構成]
次に、図４を参照して、移動体１の動力系の構成について説明する。図４は、移動体１の動力系の構成を示すブロック図である。図４に示すように、移動体１は、燃料タンク２１と、エンジン２３と、発電機２５と、動力制御部２７と、バッテリ２９と、駆動機構３１とを備える。

燃料タンク２１には、燃料が貯留される。エンジン２３には、燃料タンク２１に貯留された燃料が供給される。エンジン２３は、燃料を燃焼室内で燃焼させ、その燃焼圧力によりピストンを往復動させてクランクシャフトを回転させる。クランクシャフトの回転は、動力伝達機構（図示せず。）を介して車輪３に伝達される。車輪３が回転することで、空陸両用移動体１は、地上を走行することができる。

また、クランクシャフトは、発電機２５に接続される。発電機２５には、クランクシャフトの回転が伝達される。発電機２５は、クランクシャフトの回転により電力を生成する。動力制御部２７は、発電機２５により生成された電力をバッテリ２９に充電する。動力制御部２７は、バッテリ２９から第１回転翼１３、第２回転翼１５、駆動機構３１に電力を供給する。また、動力制御部２７は、第１回転翼１３、第２回転翼１５、駆動機構３１への電力の供給量を制御する。第１回転翼１３、第２回転翼１５、駆動機構３１は、動力制御部２７から供給される電力により駆動される。

駆動機構３１は、主翼桁１７に連結されたフランジ部と、フランジ部に連結されたアクチュエータを備え、アクチュエータの駆動により、フランジ部を介して主翼桁１７を回動させる。駆動機構３１は、主翼桁１７を回動させることで、主翼５、５を、上記垂直離着陸モード（図２）時の状態、または水平飛行モード（図３）時の状態にすることができる。

［４．着陸装置の構成］
次に、図５を参照して、移動体１の着陸装置１００の構成について説明する。図５は、本実施形態における移動体１の内部構造を示す概略図である。図５に示すように、胴体７の内部には、車体フレーム３３と、フロントサスペンション３５と、スイングアーム３７と、リアサスペンション３９とが収容されている。車体フレーム３３は、胴体７と一体的に構成され、胴体７の一部として機能する。

車体フレーム３３は、フロントサスペンション３５と、スイングアーム３７と、リアサスペンション３９とを支持する。フロントサスペンション３５の一端は車体フレーム３３に接続され、フロントサスペンション３５の他端は前輪３ａに接続される。フロントサスペンション３５は、車体フレーム３３と前輪３ａとの間に伸縮自在に設けられる。フロントサスペンション３５は、前輪３ａを回転可能、かつ、弾性的に支持する。

スイングアーム３７の一端は、車体フレーム３３に接続され、スイングアーム３７の他端は後輪３ｂに接続される。スイングアーム３７は、車体フレーム３３に対し回動可能（揺動可能）に支持され、後輪３ｂを回転可能に支持する。リアサスペンション３９の一端は車体フレーム３３に接続され、リアサスペンション３９の他端はスイングアーム３７に接続される。リアサスペンション３９は、車体フレーム３３とスイングアーム３７との間に伸縮自在に設けられる。リアサスペンション３９は、スイングアーム３７および後輪３ｂを弾性的に支持する。

フロントサスペンション３５およびリアサスペンション３９（以下、単にサスペンション３５、３９ともいう）は、車輪３（前輪３ａ、後輪３ｂ）から車体フレーム３３に伝達される衝撃（振動）を低減する。例えば、サスペンション３５、３９は、移動体１が着陸した際に、車輪３から車体フレーム３３に伝達される衝撃を低減する。このように、本実施形態において、車輪３、サスペンション３５、３９は、着陸装置１００として機能する。着陸装置１００は、移動体１の機体を地上で支持し、移動体１の着陸の際の衝撃を受ける。

サスペンション３５、３９は、車体フレーム３３から離隔する方向に、車輪３（前輪３ａ、後輪３ｂ）を付勢している。車輪３は、サスペンション３５、３９の付勢力により、胴体７の底面７ａから下方に突出する。これにより、移動体１の地上走行時には、車輪３が胴体７よりも下方に十分に突出するので、走行に伴う振動や衝撃をサスペンション３５、３９により吸収して、安定的に走行できる。一方、移動体１の空中飛行時には、車輪３が底面７ａから下方に突出する突出量が増大するほど、移動体１の空気抵抗が増大するので、移動体１の燃費が悪化するおそれがある。

そこで、本実施形態の移動体１は、サスペンション３５、３９の伸長をロック可能なロック機構２００Ａ、２００Ｂを備える。図６は、本実施形態におけるロック機構２００Ａを示す概略図である。図７は、本実施形態におけるロック機構２００Ｂを示す概略図である。

図６に示すように、ロック機構２００Ａは、ワイヤ２０１Ａと、レバー部材２０３Ａとを備える。ワイヤ２０１Ａは、アウターケーシングと、アウターケーシング内のインナーワイヤとを含む。インナーワイヤは、アウターケーシングにガイドされながら、アウターケーシング内を摺動可能に構成される。ワイヤ（インナーワイヤ）２０１Ａの一端はフロントサスペンション３５に接続され、ワイヤ（インナーワイヤ）２０１Ａの他端はレバー部材２０３Ａに接続される。

レバー部材２０３Ａは、回動軸を中心に回動可能に構成される。レバー部材２０３Ａは、例えば、移動体１に搭乗する搭乗者により図６中、矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に操作される。レバー部材２０３Ａが回動すると、ワイヤ２０１Ａが巻き取られたり、繰り出されたりする。例えば、レバー部材２０３Ａが図６中、矢印Ａ方向に回動すると、ワイヤ２０１Ａが繰り出され、図６に示すようにワイヤ２０１Ａが弛む。逆に、レバー部材２０３Ａが図６中、矢印Ｂ方向に回動すると、ワイヤ２０１Ａが巻き取られ、ワイヤ２０１Ａが張る。

ワイヤ２０１Ａが巻き取られると、フロントサスペンション３５は、ワイヤ２０１Ａにより下方向－Ｚの移動が制限される。フロントサスペンション３５が収縮した状態で下方向－Ｚの移動が制限されると、ワイヤ２０１Ａには、フロントサスペンション３５の伸長しようとする力に対応する張力が加わる。また、フロントサスペンション３５の下方向－Ｚの移動が制限されると、前輪３ａは、下方向－Ｚへの移動が制限される。つまり、レバー部材２０３Ａを図６中、矢印Ｂ方向に回動させると、ロック機構２００Ａは、フロントサスペンション３５の伸長をロックする。このとき、ロック機構２００Ａは、レバー部材２０３Ａの回動を規制する規制部材（不図示）が別途設けられる。不図示の規制部材は、移動体１に搭乗する搭乗者により操作され、ロックまたはアンロックに切り替えられる。不図示の規制部材がロックに切り替えられることで、ロック機構２００Ａは、フロントサスペンション３５のロックを維持することができる。

反対に、レバー部材２０３Ａを図６中、矢印Ａ方向に回動させると、ロック機構２００Ａは、フロントサスペンション３５のロックを解除し、フロントサスペンション３５を伸縮自在にする。

図７に示すように、ロック機構２００Ｂは、ワイヤ２０１Ｂと、レバー部材２０３Ｂとを備える。ワイヤ２０１Ｂは、アウターケーシングと、アウターケーシング内のインナーワイヤとを含む。インナーワイヤは、アウターケーシングにガイドされながら、アウターケーシング内を摺動可能に構成される。ワイヤ（インナーワイヤ）２０１Ｂの一端はスイングアーム３７に接続され、ワイヤ（インナーワイヤ）２０１Ｂの他端はレバー部材２０３Ｂに接続される。

レバー部材２０３Ｂは、回動軸を中心に回動可能に構成される。レバー部材２０３Ｂは、例えば、移動体１に搭乗する搭乗者により図７中、矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に操作される。レバー部材２０３Ｂが回動すると、ワイヤ２０１Ｂが巻き取られたり、繰り出されたりする。例えば、レバー部材２０３Ｂが図７中、矢印Ａ方向に回動すると、ワイヤ２０１Ｂが繰り出され、ワイヤ２０１Ｂが弛む。逆に、レバー部材２０３Ｂが図７中、矢印Ｂ方向に回動すると、ワイヤ２０１Ｂが巻き取られ、ワイヤ２０１Ｂが張る。

ワイヤ２０１Ｂが巻き取られると、スイングアーム３７およびリアサスペンション３９は、ワイヤ２０１Ｂにより下方向－Ｚの移動が制限される。リアサスペンション３９が収縮した状態で、下方向－Ｚの移動が制限されると、ワイヤ２０１Ｂには、リアサスペンション３９の伸長しようとする力に対応する張力が加わる。また、スイングアーム３７の下方向－Ｚの移動が制限されると、リアサスペンション３９および後輪３ｂは、下方向－Ｚへの移動が制限される。つまり、レバー部材２０３Ｂを図７中、矢印Ｂ方向に回動させると、ロック機構２００Ｂは、リアサスペンション３９の伸長をロックする。このとき、ロック機構２００Ｂは、レバー部材２０３Ｂの回動を規制する規制部材（不図示）が別途設けられる。不図示の規制部材は、移動体１に搭乗する搭乗者により操作され、ロックまたはアンロックに切り替えられる。不図示の規制部材がロックに切り替えられることで、ロック機構２００Ｂは、リアサスペンション３９のロックを維持することができる。

反対に、レバー部材２０３Ｂを図７中、矢印Ａ方向に回動させると、ロック機構２００Ｂは、リアサスペンション３９のロックを解除し、リアサスペンション３９を伸縮自在にする。

ところで、移動体１が着地しているとき、車輪３およびサスペンション３５、３９は、移動体１を地上で支持する。このとき、サスペンション３５、３９は、移動体１の自重および搭乗者の重量により収縮する。

図８は、本実施形態におけるサスペンション３５、３９が移動体１の自重により収縮した状態を示す概略図である。なお、図８では、図面を見やすくするため、第１回転翼１３の図示を省略している。図８に示すように、ロック機構２００Ａ、２００Ｂは、移動体１の自重によりサスペンション３５、３９が収縮した状態で、サスペンション３５、３９の伸長をロックしている。

図９は、本実施形態におけるロック機構２００Ｂのロック状態とロック解除状態を示す概略図である。図９では、胴体７と後輪３ｂとリアサスペンション３９との関係を表しているが、胴体７と前輪３ａとフロントサスペンション３５との関係も図９と同様であるため、説明を省略する。図９（ａ）は、移動体１の着陸前にロック機構２００Ｂのロックを解除した状態を示し、図９（ｂ）は、移動体１の離陸前にロック機構２００Ｂをロックした状態を示す。

ここで、離陸時点とは、離陸態勢にある移動体１の車輪３が地面から離隔した時点をいう。離陸前とは、着地している移動体１が離陸態勢に移行した時点から、離陸時点より所定時間前（例えば数秒～数十秒前）までの期間における任意の時点をいう。離陸後とは、離陸時点以後の任意の時点をいう。なお、離陸態勢に移行した時点は、例えば、移動体１の動作モードが地上走行モード（図１）から垂直離着陸モード（図２）に切り替わった時点、または離陸に向けて第１回転翼１３の回転を開始した時点などであってよい。

また、着陸時点とは、着陸態勢にある移動体１の車輪３が地面に接触した時点をいう。着陸前とは、飛行している移動体１が着陸態勢に移行した時点から、着陸時点より所定時間前（例えば数秒～数十秒前）までの期間における任意の時点をいう。また、着陸後とは、着陸時点以後の任意の時点をいう。なお、着陸態勢に移行した時点は、例えば、移動体１の動作モードが水平飛行走行モード（図３）から垂直離着陸モード（図２）に切り替わった時点、または、着陸に向けて下降を開始した時点などであってよい。

図９（ａ）に示すように、例えば着陸前において、ロック機構２００Ｂのロックを解除すると、後輪３ｂは、リアサスペンション３９の伸長する力により、胴体７の底面７ａから下方に突出する。このときの底面７ａからの後輪３ｂの突出量ＬをＬ１とする。

一方、図９（ｂ）に示すように、例えば離陸前において、リアサスペンション３９は、移動体１の自重により収縮する。このとき、後輪３ｂは、リアサスペンション３９の収縮により、上方向＋Ｚ（収縮方向）に引き上げられる。この状態でロック機構２００Ｂをロックさせると、リアサスペンション３９は、下方向－Ｚ（伸長方向）への移動が制限される。このときの底面７ａからの後輪３ｂの突出量ＬをＬ２とする。突出量Ｌ２は、突出量Ｌ１より差分ΔＬだけ小さい。

ロック機構２００Ｂは、移動体１の離陸後においても、リアサスペンション３９の下方向－Ｚ（伸長方向）への移動を制限する。そのため、底面７ａからの後輪３ｂの突出量Ｌは、移動体１の離陸後も突出量Ｌ２に維持される。

このように、ロック機構２００Ｂは、リアサスペンション３９を収縮した状態でロックすることで、底面７ａからの後輪３ｂの突出量Ｌを、Ｌ１からＬ２に低減できる。底面７ａからの後輪３ｂの突出量Ｌが低減するほど、移動体１の空気抵抗が減少し、移動体１の燃費が向上する。ロック機構２００Ｂは、移動体１の自重によりリアサスペンション３９が収縮した状態をロックすることで、複雑な機構を必要とせず、また、搭乗者により操作されることでアクチュエータを必要としない。そのため、移動体１に適した着陸装置１００の構造を簡素化および軽量化することができる。

［５．車輪被覆機構の構成］
胴体７の下部側には、車輪３を下方に突出させるための開口が形成されている。移動体１の空中飛行時、車輪３の一部は、胴体７の底面７ａから下方に突出して外部に露出している。ここで、断面が円形状の車輪３のような突出物が胴体７から突出（露出）すると、断面が流線型の突出物が胴体７から突出する場合と比較して空気抵抗が増大する。そのため、移動体１の空気抵抗を低減するために、車輪３を被覆するフェアリングを設けることが好ましい。

そこで、本実施形態の移動体１は、車輪被覆機構３００を備える。図１０は、本実施形態の車輪被覆機構３００の構成を示す概略図である。図１０では、車輪被覆機構３００が後輪３ｂに適用された場合を表しているが、車輪被覆機構３００が前輪３ａに適用される場合も図１０と同様であるため、説明を省略する。図１０（ａ）は、車輪被覆機構３００が後輪３ｂを被覆した状態を示し、図１０（ｂ）は、車輪被覆機構３００が後輪３ｂを露出させた状態を示す。

図１０に示すように、車輪被覆機構３００は、接触子（可動部材）３０１と、アンダーカウル（被覆部材）３０３と、ヒンジ部３０５と、固定機構４００とを備える。

接触子３０１は、例えば、略Ｌ字形状を有する棒状金具で構成される。接触子３０１の上部は、スイングアーム３７の筒部３７ａに挿抜自在に収容される。接触子３０１は、筒部３７ａに対して上下方向Ｚに摺動可能である。このように、接触子３０１は、胴体７に対して上下方向に移動可能に設けられている。接触子３０１は、車輪３の下端よりも下方に突出して地面に接触したり、車輪３の下端よりも上方に移動して、地面に接触しないように退避したりできる。かかる接触子３０１は、移動体１と地面との間の距離を検出するための地面検出用接触子として機能する。

アンダーカウル３０３は、後輪３ｂの下部を覆う。本実施形態では、アンダーカウル３０３は、左右方向Ｙに２つに分割され、上方向＋Ｚの上端部においてヒンジ３０３ａにより互いに連結される。これにより、アンダーカウル３０３は、ヒンジ３０３ａを中心として回動して、左右に開閉可能である。アンダーカウル３０３は、閉状態において後輪３ｂの下部を被覆し、開状態において後輪３ｂの下部を露出させ、胴体７内に収容される。

ヒンジ部３０５の一端は接触子３０１に接続され、ヒンジ部３０５の他端はアンダーカウル３０３に接続される。ヒンジ部３０５により、アンダーカウル３０３は、接触子３０１の上下移動と連動して移動する。ヒンジ部３０５は、接触子３０１が上方向＋Ｚに移動したとき、アンダーカウル３０３を上方向＋Ｚに引き上げる。反対に、ヒンジ部３０５は、接触子３０１が下方向－Ｚに移動したとき、アンダーカウル３０３を下方向－Ｚに押し下げる。

固定機構４００は、ワイヤ４０１と、レバー部材４０３とを備える。ワイヤ４０１は、アウターケーシングと、アウターケーシング内のインナーワイヤとを含む。インナーワイヤは、アウターケーシングにガイドされながら、アウターケーシング内を摺動可能に構成される。

ワイヤ（インナーワイヤ）４０１の一端は接触子３０１に接続され、ワイヤ（インナーワイヤ）４０１の他端はレバー部材４０３に接続される。

レバー部材４０３は、回動軸を中心に回動可能に構成される。レバー部材４０３は、例えば、移動体１に搭乗する搭乗者により図１０中、矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向に操作される。レバー部材４０３が回動すると、ワイヤ４０１が巻き取られたり、繰り出されたりする。例えば、レバー部材４０３が図１０中、矢印Ａ方向に回動すると、ワイヤ４０１が繰り出され、ワイヤ４０１が弛む。逆に、レバー部材４０３が図１０中、矢印Ｂ方向に回動すると、ワイヤ４０１が巻き取られ、ワイヤ４０１が張る。

ワイヤ４０１が巻き取られると、接触子３０１は、ワイヤ４０１により引き上げられ、上方向＋Ｚに移動する。接触子３０１が上方向＋Ｚに移動すると、ヒンジ部３０５を介してアンダーカウル３０３が上方向＋Ｚに移動する。つまり、レバー部材４０３を図１０中、矢印Ｂ方向に回動させると、アンダーカウル３０３は、閉状態から開状態となる。このとき、固定機構４００は、レバー部材４０３の回動を規制する規制部材（不図示）が別途設けられ、アンダーカウル３０３を開状態または閉状態にロックする。不図示の規制部材は、移動体１に搭乗する搭乗者により操作され、ロックまたはアンロックに切り替えられる。不図示の規制部材がロックに切り替えられることで、固定機構４００は、接触子３０１を引き上げられた状態に維持し、アンダーカウル３０３を開状態に維持することができる。

反対に、ワイヤ４０１が繰り出されると、接触子３０１は、下方向－Ｚの移動が許容され、接触子３０１の自重により下方向－Ｚに移動（落下）する。接触子３０１が下方向－Ｚに移動すると、ヒンジ部３０５を介してアンダーカウル３０３が下方向－Ｚに移動する。つまり、レバー部材４０３を図１０中、矢印Ａ方向に回動させると、アンダーカウル３０３は、開状態から閉状態となる。なお、固定機構４００は、接触子３０１の上方向＋Ｚの移動を規制する移動規制部材（不図示）が別途設けられる。不図示の移動規制部材は、移動体１に搭乗する搭乗者により操作され、ロックまたはアンロックに切り替えられる。不図示の移動規制部材がロックに切り替えられることで、固定機構４００は、接触子３０１が下方向－Ｚに移動した状態を維持し、アンダーカウル３０３を閉状態に維持することができる。

図１１は、本実施形態における車輪被覆機構３００の動作を示す概略図である。図１１では、後輪３ｂの車輪被覆機構３００の動作を表しているが、前輪３ａの車輪被覆機構３００の動作も図１１と同様であるため、説明を省略する。また、図１１では、地上走行モードと垂直離着陸モードとの間の移行状態を示しているが、図１１は、地上走行モードと水平飛行モードとの間の移行状態であってもよい。図１１（ａ）は、地上走行モードにおいて、アンダーカウル３０３が開状態に維持される状態を示す。図１１（ｂ）は、垂直離着陸モードの離陸前において、アンダーカウル３０３が開状態から閉状態に移行している状態を示す。図１１（ｃ）は、垂直離着陸モードの離陸後において、アンダーカウル３０３が閉状態に維持される状態を示す。図１１（ｄ）は、垂直離着陸モードの着陸前において、ロック機構２００Ｂのロックが解除された状態を示す。図１１（ｅ）は、垂直離着陸モードの着陸前において、アンダーカウル３０３が閉状態から開状態に移行し、開状態に維持された状態を示す。図１１（ｆ）は、垂直離着陸モードの着陸時において、後輪３ｂの代わりに接触子３０１が地面と接触し、移動体１が起立した状態を示す。

図１１（ａ）に示すように、リアサスペンション３９は、地上走行モードにおいて、移動体１の自重により収縮する。このとき、ロック機構２００Ｂは、リアサスペンション３９のロックを解除している。つまり、リアサスペンション３９は、後輪３ｂから胴体７に伝達される衝撃を低減する。また、固定機構４００は、接触子３０１を引き上げた状態で接触子３０１を保持し、接触子３０１を地面から離隔させるとともに、アンダーカウル３０３を開状態に維持する。図１１（ａ）では、接触子３０１は、後輪３ｂの下端よりも上方に退避する退避位置に位置する。このとき、固定機構４００は、接触子３０１を退避位置で固定する。これにより、移動体１は、接触子３０１およびアンダーカウル３０３と地面との接触を避けつつ、地上走行することができる。

図１１（ｂ）に示すように、リアサスペンション３９は、垂直離着陸モードの離陸前において、移動体１の自重により収縮する。このとき、ロック機構２００Ｂは、リアサスペンション３９をロックする。つまり、リアサスペンション３９は、移動体１の自重により収縮された状態で、ロック機構２００Ｂによりロックされる。また、固定機構４００は、接触子３０１の固定を解除することにより、接触子３０１の上下方向Ｚの移動が許容され、接触子３０１は自由に上下動可能となる。これにより、接触子３０１は、自重により下方向－Ｚに移動し、地面と接触する。アンダーカウル３０３は、接触子３０１の下方への移動に伴い開状態から閉状態へと移行する。アンダーカウル３０３は、接触子３０１が地面と接触した状態では、閉状態とならずに後輪３ｂおよび地面から離隔した状態を維持する。

図１１（ｃ）に示すように、接触子３０１は、垂直離着陸モードの離陸後において、地面から離隔する。すると、接触子３０１は、後輪３ｂの下端よりも下方に突出し、最大限下方に移動した突出位置まで突出した後に、接触子３０１の先端が地面から離隔する。このように、接触子３０１は、車輪３の下端よりも上方に退避する退避位置と、車輪３の下端よりも下方に突出する突出位置との間で、上下動可能に設けられる。アンダーカウル３０３は、接触子３０１の上下動に連動して開閉可能に設けられる。接触子３０１が突出位置に位置するとき、アンダーカウル３０３は、閉状態となり、後輪３ｂの下部を被覆する。このとき、ロック機構２００Ｂは、リアサスペンション３９を、移動体１の自重により収縮された状態で維持する。アンダーカウル３０３により後輪３ｂの下部が被覆されるため、移動体１の空気抵抗を低減することができる。

図１１（ｄ）に示すように、搭乗者は、垂直離着陸モードの着陸前において、リアサスペンション３９のロックを解除する。これにより、リアサスペンション３９は、移動体１の自重により収縮された状態から解放され、下方向－Ｚに伸長する。また、リアサスペンション３９の伸長に伴い、後輪３ｂは、底面７ａから下方向－Ｚに突出する。このとき、後輪３ｂの突出に伴って車輪被覆機構３００も下方向－Ｚに突出し、アンダーカウル３０３は、後輪３ｂの下部を被覆した状態に維持される。図１１（ｄ）では、接触子３０１は、地面から離隔した状態である。

図１１（ｅ）に示すように、搭乗者は、垂直離着陸モードの着陸前において、レバー部材４０３を操作し、接触子３０１およびアンダーカウル３０３を上方向＋Ｚに引き上げ、後輪３ｂを露出させる。これにより、後輪３ｂは、地面と接触可能な状態となり、また、リアサスペンション３９は、ロック機構２００Ｂのロックが解除されているため、着陸時において後輪３ｂから胴体７に伝達される衝撃を低減できる。

なお、図１１（ｆ）に示すように、固定機構４００は、垂直離着陸モードの着陸時において、接触子３０１の上下動の移動を規制してもよい。このとき、接触子３０１は、後輪３ｂ（車輪３）の代わりに地面と接触する。車輪３の代わりに接触子３０１が地面と接触するとこで、移動体１の着陸が完了する。接触子３０１は、地面と接触すると、移動体１を支持するスタンドとして機能する。接触子３０１は、移動体１の転倒を抑制し、移動体１の起立状態を維持する。

以上のように、本実施形態の移動体１は、ロック機構２００Ａ、２００Ｂを備える。ロック機構２００Ａは、少なくとも移動体１の自重によりフロントサスペンション３５が収縮された状態で、フロントサスペンション３５の伸長をロックする。ロック機構２００Ｂは、少なくとも移動体１の自重によりリアサスペンション３９が収縮された状態で、リアサスペンション３９の伸長をロックする。これにより、移動体１の空中飛行時に、ロック機構２００Ａ、２００Ｂにより、胴体７の底面７ａからの前輪３ａおよび後輪３ｂの突出量Ｌを制限し、胴体７内に車輪３の大部分を収容できる。その結果、移動体１の空気抵抗を低減し、移動体１の燃費を向上させることができる。また、車輪３を胴体７内に収容するための複雑な機構やアクチュエータを必要とせず、移動体１の車輪３の収容機構を簡素化および軽量化することができ、移動体１全体を軽量化できる。

本実施形態のロック機構２００Ａ、２００Ｂは、移動体１の離陸前に、自重により収縮した状態のサスペンション３５、３９の伸長をロックし、移動体１の着陸前に、サスペンション３５、３９のロックを解除して、サスペンション３５、３９を伸縮自在にする。これにより、ロック機構２００Ａ、２００Ｂは、移動体１の離陸後に、胴体７の底面７ａからの前輪３ａおよび後輪３ｂの突出量を低減でき、移動体１の空気抵抗を低減することができる。また、サスペンション３５、３９は、移動体１の着陸時に、車輪３（前輪３ａおよび後輪３ｂ）から胴体７に伝達される衝撃を低減することができる。

本実施形態の移動体１は、接触子３０１と、アンダーカウル３０３とを有する車輪被覆機構３００を備える。接触子３０１は、車輪３の下端よりも上方に退避する退避位置と、車輪３の下端よりも下方に突出する突出位置との間で、上下動可能に設けられる。また、アンダーカウル３０３は、接触子３０１の上下動に連動して開閉可能に設けられ、閉状態で車輪３の下部を被覆し、開状態で車輪３の下部を露出させる。これにより、移動体１は、地面を検知可能なセンサを搭載することなく、接触子３０１が地面と接触することにより地面を検知することができる。また、アンダーカウル３０３は、接触子３０１の移動と連動するように構成される。したがって、移動体１は、接触子３０１およびアンダーカウル３０３を駆動させる駆動機構を共用することができ、車輪被覆機構３００の構成を簡素化することができる。また、アンダーカウル３０３が地面を検知可能な接触子３０１と連動して駆動されることで、地面とアンダーカウル３０３との干渉を避けることができ、アンダーカウル３０３の耐久性が低下することを抑制できる。

本実施形態の移動体１は、固定機構４００を備える。固定機構４００は、接触子３０１を退避位置または突出位置に固定する。固定機構４００は、移動体１の離陸前に、退避位置にある接触子３０１の固定を解除することにより、接触子３０１の自重により接触子３０１が下方に移動し、当該接触子３０１の下方移動に連動してアンダーカウル３０３が閉状態となって、車輪３の下部を被覆する。これにより、アンダーカウル３０３を開閉するアクチュエータを用いることなく、アンダーカウル３０３を開状態から閉状態に移行させることができ、移動体１の空気抵抗を低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、移動体１は、２つの車輪３を備えた自動二輪車をベースとした移動体であったが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の空陸両用移動体は、３つ以上の車輪を備えた車両、例えば、４つの車輪を備えた自動四輪車をベースとした移動体であってもよい。

本発明は、空陸両用移動体に利用できる。

１ 空陸両用移動体
３ 車輪
５ 主翼（翼）
７ 胴体
１３ 第１回転翼（翼）
３５ フロントサスペンション（サスペンション）
３９ リアサスペンション（サスペンション）
２００Ａ ロック機構
２００Ｂ ロック機構
３０１ 接触子（可動部材）
３０３ アンダーカウル（被覆部材）
４００ 固定機構

Claims (4)

1. 地上走行および飛行可能な空陸両用移動体であって、
   胴体と、
   前記胴体に設けられる翼と、
   前記胴体の下側に設けられる車輪と、
   前記胴体と前記車輪との間に伸縮自在に設けられるサスペンションと、
   少なくとも前記空陸両用移動体の自重により前記サスペンションが収縮した状態で、前記サスペンションの伸長をロック可能なロック機構と、
   閉状態で前記車輪の下部を被覆し、開状態で前記車輪の下部を露出させる被覆部材と、
   前記車輪の下端よりも上方に退避する退避位置と、前記車輪の下端よりも下方に突出する突出位置との間で、上下動可能に設けられる可動部材と、
   を備え、
   前記被覆部材は、前記可動部材の上下動に連動して開閉可能に設けられ、前記可動部材が前記退避位置に移動すると前記開状態となり、前記可動部材が前記突出位置に移動すると前記閉状態となる、
   空陸両用移動体。
2. 前記ロック機構は、前記空陸両用移動体の離陸前に、前記自重により収縮した状態の前記サスペンションの伸長をロックし、前記空陸両用移動体の着陸前に、前記サスペンションのロックを解除して、前記サスペンションを伸縮自在にする、請求項１に記載の空陸両用移動体。
3. 前記被覆部材は、前記可動部材の下方移動に連動して前記空陸両用移動体の離陸後に閉状態となって、前記車輪の下部を被覆する、請求項１または２に記載の空陸両用移動体。
4. 前記可動部材を前記退避位置に固定する固定機構を備え、
   前記固定機構は、前記可動部材の固定を解除することにより、前記可動部材を自重により下方に移動させる、請求項１～３のいずれか１項に記載の空陸両用移動体。

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