(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線等により遠隔制御される飛翔体に搭載され、飛翔体の姿勢または姿勢の変化を検出するセンサーにおいて、前記センサーは、一方が飛翔体に装着される装着部と他方にセンサー本体の姿勢を変更可能に支持する支持部とを有する取付部材と、飛翔体の姿勢または姿勢の変化を検出するセンサー部を有し前記取付部材の支持部に装着されるセンサー本体から構成されたことを特徴とする飛翔体に搭載されるセンサー。
【請求項２】
前記取付部材の支持部は略球面形状を有する一方、前記センサー本体には前記支持部と当接しかつ支持部を収納する凹部と、前記凹部内に前記支持部を固定する固定手段を有することを特徴とする請求項１記載の飛翔体に搭載されるセンサー。
【請求項３】
前記センサーは模型の外面に取り付けられることを特徴とする請求項１または２記載の飛翔体に搭載されるセンサー。
【請求項４】
前記センサーはセンサー部が光センサーによって形成されていることを特徴とする請求項１または２または３記載の飛翔体に搭載されるセンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線等により遠隔制御される模型飛行機あるいは模型ヘリコプター等の飛翔体に装着され、前記飛翔体の姿勢や姿勢の変化を検出するセンサーに係わり、特に、飛翔体に対するセンサーの取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飛翔体を無線で遠隔制御する場合、送信機に設けられた操縦レバー等の操作に応じて出力される信号を飛翔体に送信し、この送信信号を飛翔体に搭載された受信機で受信し、サーボ装置等のアクチュエータを介して飛翔体の動力源（例えばエンジン）や可動部（エレベータやラダー等）を制御して遠隔制御するものである。
また、上述の飛翔体には、飛翔体の姿勢あるいは姿勢の変化を検出するセンサーを組み込んで、前記センサーからの出力信号をもとに飛翔体を制御して飛翔体の操縦を容易にしているものもある。
例えば、操縦の困難な模型ヘリコプター等ではジャイロセンサーを搭載し、前記センサーからの出力に基づいて姿勢の変化を打ち消すように模型ヘリコプターの各可動部を制御し、姿勢を安定させるものがある。
【０００３】
また、飛翔体が模型飛行機の場合、模型ヘリコプターに比較して自己安定性が高いので比較的操縦しやすいが、相当量練習していかないと、操縦者が自由に操縦することはできない。例えば、模型飛行機が見かけ上操縦者の右手方向に旋回している場合でも、操縦者に対し模型飛行機が近づいてくる場合では、実際には模型飛行機は左旋回しており、逆に模型飛行機が遠ざかっていく場合では、右旋回している。
【０００４】
そのため、このような旋回状態にある場合に模型飛行機を直進させようとする場合、送信機の操縦レバー等の操作が全く反対になってしまう。初心者では、このように模型飛行機の進行方向等によって操縦レバー等の操作が異なることをとっさに判断できず、よく操縦を誤ってしまう。また、一度操縦を誤ると初心者では冷静な判断ができなくなり、模型飛行機を正常な姿勢に復元できず、最悪の場合、墜落してしまうことがあった。
【０００５】
そこで、飛翔体が模型飛行機のように比較的操縦しやすいものに対しても、飛翔体の姿勢を検出するセンサーを飛翔体に取り付けておき、前記センサーの検出結果に基づいてあらかじめ決められた姿勢（水平飛行）に復元するように制御することが行われている。
【０００６】
図４（ａ）、（ｂ）は、飛翔体に姿勢検出用のセンサーを取り付けたものであり、図５は、センサーの取り付け部分を拡大して示したものである。図中１は飛翔体としての模型飛行機であり、底部には模型飛行機の姿勢を検出するためのセンサー２が取り付けられている。
【０００７】
前記センサー２は、センサー本体が略円盤形状であり、その側面の円周方向で互いに９０度離れた位置に４個の光の入射孔３が設けられている。また図示しないが前記入射孔３内部には光センサーが配設され、前記入射孔３から入射する光量を検出できるようになっている。
また前記センサー２は、端部に雄ネジの形成された支持部を有し、模型飛行機１の底部に前記支持部を挿入した状態で模型飛行機１内部からワッシャ等を介してナット４を螺着させ、模型飛行機１に取り付けられる構成である。
そして、前記光センサー２は、模型飛行機１に対し対角に位置する光センサーを結ぶ軸（以下センサー軸という）を機首方向に合わせるか、機首方向に対し４５度ずらした位置に配置するように取り付ける。
【０００８】
次に上記センサー２の原理と模型飛行機１の姿勢制御について説明する。
まずセンサー２は、４個の入射孔３から入射する光を４つある光センサーでそれぞれ検出し、前記光センサーの内、対角にある２つの光センサーに入射する光の明るさを比較してその差をセンサーの出力信号として出力するものである。
例えば、センサー２の前記センサー軸を模型飛行機１の機首方向に合わせた場合、模型飛行機１の姿勢が水平姿勢から外れて前方に傾斜しながら降下すると、前方に配置された光センサーは、地上方向の光を検出し、後方に配置された光センサーは、空から受ける光を検出することになる。天候や地形にも影響されるが、通常は地上方向からの光が弱く、空から受ける光の方が強いので、前記２つの光センサーの出力を比較すると、模型飛行機１の機首が上方を向いているか下方を向いているか検出することができる。同様な原理で、模型飛行機１が進行方向に対して右側に傾斜しているか左側に傾斜しているか検出することができる。
【０００９】
そして前記センサー２の光センサーからの出力を模型飛行機１に搭載された制御部で受けて、模型飛行機１に搭載されたサーボ装置等を制御し、模型飛行機１の姿勢が水平姿勢になるように模型飛行機１の可動部（例えばエレベータ、ラダー、エルロン等）を作動させる。
このとき、センサー２からの出力を操縦者が任意に調整できるようにすれば、操縦者の上達に従って感度を下げたり、風が強い等で操縦しにくい状況では通常より感度を高くしたりできるなど、操縦者の上達度、周囲の気象条件、飛翔体の種類等に応じて自由に感度が選択できる。また、送信機の操縦レバー移動量に応じて移動量が多いほどセンサー２からの出力を小さくするようにすれば、操縦者が操縦レバーを操作していないときに模型飛行機１には、水平姿勢に戻ろうとする力が大きく作用するが、操縦者が操作中には水平姿勢に戻そうとする力が弱いので、模型飛行機１の操作には大きな影響を与えることはない。
【００１０】
従来のセンサー２は、模型飛行機１の姿勢すなわち水平姿勢からどれだけ姿勢がずれているかを検出するものであるので、実際に模型飛行機１が水平姿勢にあるときは、当然模型飛行機の姿勢が水平姿勢であることが検出できるように調整されていなければならない。
すなわち、模型飛行機１が水平姿勢のときに、各入射孔３から光が均等に入射できるように前記センサー軸が水平になるようにセンサー２を取り付けなければならない。一般的には模型飛行機１の水平姿勢は、機首の上げ下げを水平尾翼５のエレベータで制御することから、水平尾翼５の影響を大きく受ける。そこで、模型飛行機１を正面または側面から見た場合、前記センサー軸が両方とも水平尾翼５とほぼ平行に取り付けるのは望ましい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、模型飛行機１の底部にセンサー２を取り付ける際、センサー２は支持部を介して取り付けられるが、支持部はセンサー２に一体に固定されており、支持部の取り付け軸と入射孔３の位置関係は変更できない構成である。
通常、模型飛行機１の底部は水平尾翼５と平行ではないので、センサー２を装着する底部を加工するか、スペーサ等を介在させてセンサー２を装着しなければならず、センサー２の取り付けと調整作業が面倒であるという問題があった。
【００１２】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、模型飛行機等の飛翔体に対するセンサーの取り付け並びに調整作業が容易な取付部材を有するセンサーを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために本発明の飛翔体に搭載されるセンサーの構成は、無線等により遠隔制御される飛翔体に搭載され、飛翔体の姿勢または姿勢の変化を検出するセンサーにおいて、前記センサーは、一方が飛翔体に装着される装着部と他方にセンサー本体の姿勢を変更可能に支持する支持部とを有する取付部材と、飛翔体の姿勢または姿勢の変化を検出するセンサー部を有し前記取付部材の支持部に装着されるセンサー本体から構成されたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の飛翔体に搭載されるセンサーは、請求項１記載のセンサーにおいて、前記取付部材の支持部は略球面形状を有する一方、前記センサー本体には前記支持部が当接しかつ支持部を収納する凹部と、前記凹部内に前記支持部を固定する固定手段を有することを特徴としている。
さらに請求項３に記載の飛翔体に搭載されるセンサーは、請求項１または２記載のセンサーにおいて、模型の外面に取り付けられることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の飛翔体に搭載されるセンサーは、請求項１、２または３記載のセンサーにおいて、センサー部が光センサーによって形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の飛翔体に搭載されるセンサーを示した正面図であり、図２はセンサーの平面図、図３は、センサーの側断面図を示したものである。
なお、以下実施の形態に示す飛翔体に搭載されるセンサーは、図４に示す従来のセンサーと同様に、飛翔体の外面に取り付けられ、飛翔体の姿勢を検出するものである。また、センサーの姿勢を検出する原理ならびに検出した結果に基づいて飛翔体を制御する基本構成は従来のセンサーと同様である。
【００１５】
図中Ａはセンサーで、内部にセンサー部としての光センサー１７を有するセンサー本体１１と、前記センサー本体１１を模型飛行機等の飛翔体１０に装着するための取付部材２１から構成されている。
前記センサー本体１１は、それぞれ略半円盤状のボディ１２、１３を有し、２つのボディ１２，１３がネジ１８で締結されて、略円盤状の形状をしている。また、センサー本体１１には、その外周面に９０度の角度をおいて均等な位置に４つの入射孔１５が形成されている。
この入射孔１５は、開口部が透光性のカバー１６で覆われる一方、底部にはセンサー部としての光センサー１７が配設されている。そして入射孔１５から入る光を光センサー１７で検出できる構成である。
【００１６】
また、センサー本体１１には、ボディ１２，１３とによって、内面略球面状の凹部１４が形成されている。この凹部１４を、後述する取付部材２１の支持部２７に装着する構成である。
一方取付部材２１は、一端には雄ネジが形成され、飛翔体１０に取り付けられる装着部２３と、鍔部２２を介して他端には球面形状の支持部２７を有している。前記装着部２３を飛翔体１０に装着後、ワッシャ２４を介してナット２５を締め付けると、前記鍔部２２とワッシャ２４とで飛翔体１０を挟み、飛翔体１０に取付部材２１が固定される構成である。
なお、取付部材２１は、センサー本体１１のボディ１２，１３を組み立てて一体にする際に、支持部２７がセンサー本体１１の凹部１４に組み込まれており、あらかじめセンサー本体１１と一体になった状態で飛翔体１０に取り付けられる構成である。
【００１７】
また、前記センサー本体１１の凹部１４は、前記支持部２７より大きい形状で、通常は緩く係合しており、前記センサー本体１１を手で操作すれば前記取付部材２１に対し前記支持部２７を中心に前後左右に所定角度揺動できる構成である。また揺動できる角度はボディ１２、１３に鍔部２２が当接することにより規制されている。
そしてセンサー本体１１の各光センサー１７のセンサー軸が、飛翔体１０の水平姿勢に対し所定の位置になるようにセンサー本体１１を手で操作して位置調整することができる。その後、ボディ１２、１３に装着された締め付けボルト１９ａをナット１９ｂにねじ込んでいくと、ボディ１２、１２の密着度が増し、凹部１４の内面が変形して前記支持部２７を挟み込むので、センサー本体１１を前記取付部材２１に対し固定することができる。
【００１８】
このほか支持部２７には、ピン状のストッパ２６が支持部２７から突出して設けられ、センサー本体１１に形成された孔１３ａに挿入される。また、前記ストッパ２６は、センサー本体１１を取付部材２１に対し位置調整できる程度に前記１３ａに遊嵌している。
センサー本体１１を取付部材２１の取付軸を軸として回転させようとしても、前記ストッパで回転が規制されるので、飛翔体１０の底面方向（取付部材２１の装着方向）からセンサー本体１１を見た場合、光センサー１７のセンサー軸は大きくずれることはない。
なお、取付部材２１に形成された貫通孔２３ａは、図示しないが光センサー１７からの出力信号を飛翔体１０に搭載された制御部に伝送する信号線や、センサー本体１１に給電するための電源線等を配設するスペースである。
【００１９】
以上のような構成であるから、第１の実施の形態で示した飛翔体１０に搭載されるセンサーは、取付部材２１に対し、センサー本体１１が前後左右に所定角度揺動でき、かつ、任意の位置で固定できるので、飛翔体１０が水平姿勢にあるとき、たとえ飛翔体１０の底部形状が、所定角度傾斜していたとしても、光センサーのセンサー軸を水平の位置に容易に合わせることができる。
よって、センサーを取り付ける際、飛翔体に特別な加工を施したり、スペーサ等を介在して調整するといった作業が不要となり、センサーの取付並びに調整がきわめて容易に行うことができる。
【００２０】
なお、前述に示した実施の形態では、飛翔体に模型飛行機を例に示したが、模型ヘリコプター等の他の飛翔体でもよく、また模型も無線で遠隔操縦されるもので有れば、ホビー用の模型に限らず、空中撮影や農薬散布等に利用されている産業用の模型飛行機、模型ヘリコプター等の飛翔体にも適用することができる。
またセンサーの種類としては、飛翔体の姿勢を検出するものに限らず、飛翔体の姿勢の変化を検出するジャイロセンサー等にも適用することができる。
【００２１】
【効果】
以上のように、本願発明の飛翔体に搭載されるセンサーは、一方が飛翔体に装着される装着部と他方にセンサー本体の姿勢を変更可能に支持する支持部とを有する取付部材と、飛翔体の姿勢または姿勢の変化を検出するセンサー部を有し、前記取付部材の支持部に装着されるセンサー本体とから構成されたことを特徴とするものである。
したがって、飛翔体のセンサーの取付部の形状にとらわれることなく、センサーを最適な状態に取付られ、センサーの取付および取付位置の調整作業をきわめて簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の飛翔体に搭載されるセンサーを示した正面図である。
【図２】本発明の飛翔体に搭載されるセンサーを示した平面図である。
【図３】本発明の飛翔体に搭載されるセンサーを示した側断面図である。
【図４】従来の飛翔体に搭載されたセンサーを示した図である。
【図５】従来の飛翔体に搭載されたセンサーを示した部分拡大図である。
【符号の説明】
Ａ  センサー
１０  飛翔体
１１  センサー本体
１４  凹部
１５  入射孔
１７  センサー部としての光センサー
１９ａ  固定手段の一方を形成する締め付けボルト
１９ｂ  固定手段の他方を形成するナット
２１  取付部材
２２  鍔部
２３  装着部
２７  支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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