特許調査ノート～技術の潮流を知財の視点で俯瞰する～｜株式会社パトロ・インフオメーシヨン

空飛ぶ自動車（eVTOL）を取り巻く状況は、既存の航空機メーカーだけでなく、自動車メーカーやスタートアップ企業が入り乱れる百花繚乱の様相を呈しています。市場規模は、2025年の約3,150億ドルから、2030年には1.9兆ドルにまで急拡大すると予測されており、技術開発のスピードは従来の航空宇宙産業を遥かに凌駕しています[4]。現在の技術トレンドは、単なる機体の開発から、エネルギー効率の最大化、都市部での騒音低減、そして絶対的な安全性を担保するための冗長設計へと移行しています[2]。

特に、分散型電動推進（Distributed Electric Propulsion, DEP）の採用は、従来のヘリコプターとは一線を画す技術的ブレークスルーとなりました。これは、複数の小型モーターとプロペラを分散配置することで、一部のシステムが故障しても飛行を継続できる高い安全性を実現するものです。また、機体の軽量化においては、従来の金属材料に代わり、アルミニウムより50％軽量でありながら同等の強度を持つ先端複合材料や熱可塑性樹脂の活用が不可欠となっています[5]。

以下に、空飛ぶ自動車の実現に必要とされる主要な技術要素を抽出てみました。

●     電動推進システム（Electric Propulsion System）：分散型電動推進（DEP）を用いた、低騒音かつ高効率な推力生成技術。機体構成に応じてマルチコプター型、リフト・クルーズ型、ティルトローター型などの多様な構成が存在します[6]。

●     高密度エネルギー貯蔵技術（Battery Technology）：高い出力重量比（パワー密度）とエネルギー密度を両立するリチウムイオン電池や次世代の全固体電池、および過酷な充放電環境下での熱暴走を防ぐバッテリー管理システム（BMS）[7]。

●     自律飛行制御・アビオニクス（Flight Control System / Avionics）：センサーフュージョン（LIDAR、レーダー、カメラなど）を用いた障害物検知・回避、および高度なフライ・バイ・ワイヤ技術による自動運航制御[2]。

●     インフラ連携技術（Vertiport / Charging Infrastructure）：都市部での頻繁な離着陸を支える自動バーティポート、および地上での急速充電等を可能にする地上支援設備[ 6]。

空飛ぶ自動車は、航空機（B64）と陸上車両（B60）の境界領域に位置する技術であるため、考慮すべき特許分類（IPC）も多岐にわたります。精度の高い調査を行うためには、以下の分類を深く理解しておく必要があります。

●     B64C 29/00 垂直に離着陸できる航空機，例．垂直離着陸［ＶＴＯＬ］機。

　　○     B64C 29/0016 (CPC) the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers：地上での静止時に飛行方向の軸が水平であるもの。主として、固定された上向きプロペラやダクトファンによって垂直離着陸を行う機体が分類されます。

　　○     B64C 29/0033 (CPC) the propellers being tiltable relative to the fuselage：機体本体に対してティルト（傾斜）可能なプロペラまたはローター。離着陸時には垂直、水平巡航時には前方へ推力を向ける高度な遷移飛行機に適用されます。

●     B64C 37/00 転換式航空機：転換可能な航空機（Convertible aircraft）。陸上車両または　　　水上車両として走行可能な航空機。いわゆる「走行可能な空飛ぶクルマ」に直結する非常に重要な分類です

●     B64U 10/00 ＵＡＶの種類：無人航空機（UAV）のタイプ別分類（2023年新設）。

　　○     B64U 10/20 垂直離着陸［ＶＴＯＬ］航空機：垂直離着陸（VTOL）を行う無人機。空飛ぶ自動車の自動運航化に伴い、有人・無人兼用機や貨物用eVTOLの調査において、従来のB64C 29/00と併せて確認すべき最新分類です。

●     B60L 58/00 電気車両に特に適したバッテリーまたは燃料電池を監視または制御するための手段または回路装置：電気車両用バッテリーの監視または制御。

　　○     B60L 58/10 バッテリーの監視または制御のためのもの：バッテリーセルの電圧、温度、充電状態（SoC）の監視。航空機特有の急速な出力変化に対応する制御技術が含まれます。

●     G05D 1/00 陸用，水用，空中用または宇宙用運行体の位置，進路，高度または姿勢の制御，例．自動操縦：自律飛行、障害物回避、離着陸時の自動制御ロジックなど、ソフトウェア・アルゴリズム面での核心技術がここに含まれます

過去10年間（2015年～2025年）における空飛ぶ自動車関連の特許出願動向を見ると、持続可能な推進システム（Sustainable Propulsion）と通信・セキュリティ（Communication and Security）の分野で爆発的な伸びが観察されています[3]。特に中国、米国、日本、韓国、ドイツの5カ国が全世界の出願の9割以上を占めており、近年では中国系出願人が年率10%以上の高い成長を示している一方で、欧米の伝統的な航空機メーカーはデジタル技術へのシフトを急いでいます。

注目すべき個別特許として、まず米国のジョビー・アビエーション（Joby Aviation）による「ティルトローターを用いたeVTOL航空機」（US10351235B2）が挙げられます。本特許は、2～4個の大型で変速可能な剛性ローターを用い、離着陸時には垂直揚力の大部分を生成し、巡航時にはティルトして前進推力を得る構成を特徴としています。各ブレードの個別制御（IBC）を電動化と組み合わせることで、都市部での運用に耐えうる静粛性とエネルギー効率を両立させており、実用化に近い機体設計の基準となっています。

次に、日本のトヨタ自動車が保有する「形状可変胴体を備えたエアロカー」（US9561698B2）は、自動車メーカー特有の視点による革新的な技術です。地上走行時には機体幅を縮小して安定性を確保し、飛行時には翼を展開して最適な空力形状へ変形させる「モーフィング」技術を開示しています[8]。これは、既存の道路インフラと空の移動をシームレスに繋ぐためのデュアルモード解決策として極めてユニークなアプローチです[9]。

さらに、ドイツのボロコプター（Volocopter）による「電動航空機のバッテリー冷却技術」（US12525666B2）も重要です。放電時に潜熱蓄熱材を用いて熱を一時的に保持し、地上での充電中に液冷システムで急速に排熱するという二段階冷却手法を提案しています[10]。機体の重量増加を最小限に抑えつつ、高い安全性が求められる航空機用バッテリーの熱管理問題を解決する実用的な発明と言えます。

先の３報を含め、５つの特許公報をリストに挙げます。