(57)【要約】【課題】  この発明の目的は、飛行する高さをそれほど高くしなくても、十分な飛行時間を維持することができる飛行玩具を提供することである。【解決手段】  回転軸１と、この回転軸１と一体回転する複数の回転翼３，４とを備え、上記回転軸１とともに上記回転翼３，４を回転させたとき、その回転速度が大きいときに回転翼３，４の仰角を小さくし、回転速度が小さいときに回転翼３，４の仰角を大きくする仰角制御手段を設けた点に特徴を有する。【選択図】  図１
2005152090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、この回転軸と一体回転する複数の回転翼とを備え、回転軸とともに回転翼を回転させるとともに、その回転速度が大きいときには回転翼の仰角を小さくし、回転速度が小さいときには回転翼の仰角を大きくする仰角制御手段を設けた飛行玩具。
【請求項２】
各回転翼を回転軸に連結する連結軸を設け、この連結軸は、回転翼に固定する一方、回転軸に対しては自転可能にし、さらに、回転翼または連結軸のいずれか一方あるいは双方に仰角制御手段であるウエイトを作用させてなり、しかも、このウエイトは、回転軸中心よりも外側に位置し、かつ、連結軸に対しては上記回転翼の回転方向後方に位置する構成にした請求項１記載の飛行玩具。
【請求項３】
回転翼の幅方向であってその回転方向前方に連結軸を固定し、回転翼の重心位置が、回転軸中心よりも外側に位置し、かつ、連結軸に対しては上記回転翼の回転方向後方に位置する構成にして、回転翼自体を仰角制御手段であるウエイトとして機能させた請求項１または２記載の飛行玩具。
【請求項４】
回転翼の幅方向であって回転方向後方に、仰角制御手段であるフラップを回動自在に設けるとともに、この仰角制御手段であるフラップは、回転翼の回転速度が大きいときにはその風力で回転翼に対する角度を小さく保ち、回転翼の回転速度が小さいときその自重で回転翼に対する角度を大きく保つ構成にした請求項１記載の飛行玩具。
【請求項５】
回転軸と、この回転軸と一体回転する複数の回転翼とを備え、回転軸には減速機構を介してフライホィールを連係し、このフライホィールとともに回転翼を回転させる構成にした飛行玩具。
【請求項６】
回転軸とフライホィールの支持軸との間に、一定の角度を設けた請求項５記載の飛行玩具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プロペラを回転させて飛ばす竹とんぼ等の飛行玩具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているこの種の飛行玩具は、回転軸に複数の回転翼を設け、回転軸とともに回転翼を勢いよく回転させることによって飛行させる。このときの飛行高さおよび飛行時間は、上記回転翼の仰角（ピッチ）と回転数によって必然的に決まるが、従来の飛行玩具では、上記仰角を一定にしている。
【０００３】
そして、仰角を大きくすれば、空気抵抗は大きくなるが、その分、揚力も大きくなる。したがって、回転力すなわち入力エネルギーが同じなら、１回転当たりの飛行距離（飛行高さ）は大きくなるが、消費エネルギーも大きくなる。このように消費エネルギーが大きいということは、勢いよく高く上がるが、短時間でエネルギーを消費し尽くして落ちてしまうことになる。
【０００４】
反対に、仰角を小さくすれば、空気抵抗が小さくなるので、その分、消費エネルギーが小さくなる。したがって、回転力すなわち入力エネルギーが同じでも長時間飛行が可能になる。しかしながら、揚力が不足気味になるので、回転エネルギーを維持していても、やはりすぐに落ちてしまう。
なお、上記従来の飛行玩具に関しては、特に先行技術文献調査をしていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の飛行玩具は、ある程度の飛行時間を維持しなければ、そのおもしろさに欠けるので、回転翼の仰角を制御できない従来の玩具では、回転翼の仰角を大き目に設定して、飛行距離（飛行高さ）を維持し、回転力がなくなった後は自重で落下するようにしていた。しかしながら、現在の生活環境、特に市街地などでは、回転翼の仰角を大きく設定して飛行距離（飛行高さ）を優先させると、飛行玩具が家屋の屋根の上などに飛んでいったりして、それを見失ってしまうという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、それほど高く飛ばさなくても、十分な飛行時間を維持できる飛行玩具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、回転軸と、この回転軸と一体回転する複数の回転翼とを備え、回転軸とともに回転翼を回転させるとともに、その回転速度が大きいときには回転翼の仰角を小さくし、回転速度が小さいときには回転翼の仰角を大きくする仰角制御手段を設けた点に特徴を有する。
【０００８】
第２の発明は、各回転翼を回転軸に連結する連結軸を設け、この連結軸は、回転翼に固定する一方、回転軸に対しては自転可能にし、さらに、回転翼または連結軸のいずれか一方あるいは双方に仰角制御手段であるウエイトを作用させてなり、しかも、このウエイトは、回転軸中心よりも外側に位置し、かつ、連結軸に対しては上記回転翼の回転方向後方に位置する構成にした点に特徴を有する。
【０００９】
第３の発明は、回転翼の幅方向であってその回転方向前方に連結軸を固定し、回転翼の重心位置が、回転軸中心よりも外側に位置し、かつ、連結軸に対しては上記回転翼の回転方向後方に位置する構成にして、回転翼自体を仰角制御手段であるウエイトとして機能させた点に特徴を有する。
【００１０】
第４の発明は、回転翼の幅方向であって回転方向後方に、仰角制御手段であるフラップを回動自在に設けるとともに、この仰角制御手段であるフラップは、回転翼の回転速度が大きいときにはその風力で回転翼に対する角度を小さく保ち、回転翼の回転速度が小さいときその自重で回転翼に対する角度を大きく保つ構成にした点に特徴を有する。
【００１１】
第５の発明は、回転軸と、この回転軸と一体回転する複数の回転翼とを備え、回転軸には減速機構を介してフライホィールを連係し、このフライホィールとともに回転翼を回転させる構成にした点に特徴を有する。
第６の発明は、第５の発明を前提にしつつ、回転軸とフライホィールの支持軸との間に一定の角度を設けた点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
第１〜第４の発明によれば、その回転速度が大きいときに回転翼の仰角を小さくし、回転速度が小さいときに回転翼の仰角を大きくする仰角制御手段を設けたので、回転エネルギーが大きな初期飛行時には、飛行高さがそれほど高くならない。しかし、回転エネルギーが小さくなって、回転翼の回転速度が落ちてくると、仰角が大きくなるので、その分、揚力が維持される。言い換えると、この飛行玩具は、それほど高く上がらずに、しかも、その飛行時間を長く保つことができる。したがって、それが高く上がりすぎて、見失ったりせず、しかも、十分な飛行時間を保てるので、おもしろさも損なうことがない。
【００１３】
第５の発明によれば、フライホィールを設けたので、回転エネルギーをフライホィールに蓄積でき、その分、長時間の飛行が可能になる。
さらに、第６の発明によれば、回転軸とフライホィールの支持軸との間に一定の角度を設けたので、フライホィールのジャイロ効果によって、回転翼の回転反力によりボディが回転してしまうのを防止することができる。したがって、回転エネルギーの損失を最小限に留めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図３に示した第１実施例は、回転軸１に対して直角方向に連結軸２を貫通させている。そして、この連結軸２は、ねじれが可能な材質からなり、かつ、上記回転軸１を境にして左右両側に、その連結軸２の軸線を中心にした互いに反対方向の自転力が作用したときに、ねじれるようにしている。
【００１５】
上記のようにした連結軸２には、回転軸１を中心に点対称にした一対の回転翼３，４を設けているが、上記連結軸２は、回転翼３，４の回転方向前方の前側縁３ａ，４ａの延長線にほぼ沿わせた位置関係を保っている。このようにして連結軸２に固定した回転翼３，４は、それがノーマル状態、すなわち回転翼３，４が回転していない状態で、図３に示すように仰角が最大になるように設定している。
【００１６】
さらに、上記連結軸２には、回動棒５，６の基端を固定しているが、この回動棒５，６はその先端を、連結軸２よりも、飛行玩具の浮揚方向下方に位置させるとともに、その先端にウエイト７，８を固定している。
上記のようにしたウエイト７，８は、回転翼３，４を図２に示すように上面から見たとき、回転軸１の回転中心よりも外側に位置し、かつ、回転翼３，４を図３に示すように側面から見たとき、回転翼３，４の回転方向後方に位置する構成にしている。なお、回転翼３，４の回転方向とは、図３における矢印９方向である。
【００１７】
上記のようにした飛行玩具は、その回転軸１を回転してそれを空中に放てば、回転翼３，４が回転しながらその仰角に応じた揚力を発生するが、このときの回転翼３，４の仰角は次のようにして制御される。
今、回転軸１が回転すると、ウエイト７，８には、回転軸１を中心にした遠心力が作用するが、その遠心力の方向は、ウエイト７，８が回転軸１の中心から離れる方向すなわち図２の矢印Ａ方向になる。このように矢印Ａ方向に作用する遠心力は、図２に示す上面を基準にしたとき２つの分力Ｂ，Ｃに分けることができる。そして、この分力Ｂ，Ｃのうち、分力Ｂは、図３に示す側面を基準にしたとき、さらに、分力Ｄ，Ｅに分けられる。
【００１８】
上記のようにして発生する分力Ｄ，Ｅのうち分力Ｄは、連結軸２に対してそれを回転させるねじれモーメントを発生させる力となる。そして、このねじれモーメントは、回転軸１の回転速度が高くなればなるほど大きくなる。したがって、この飛行玩具においては、回転軸１の回転速度が高い初期の段階では、ウエイト７，８に作用する遠心力が大きくなるので、その分、前記した分力Ｄも大きくなる。このように分力Ｄが大きければ大きいほど、連結軸２に作用するねじれモーメントも大きくなるので、回転翼３，４はその仰角を小さくする方向に回動することになる。
【００１９】
このように仰角が小さくなれば、揚力は小さくなるが、その空気抵抗が小さくなるので、その分、消費エネルギーも小さくなる。したがって、飛行玩具は、それほど高くは上がらないとともに、エネルギーを温存することになる。
【００２０】
一方、飛行玩具を飛ばしてからある程度の時間がたてば、回転エネルギーも小さくなる。したがって、回転軸１を中心にした遠心力が小さくなるので、当然のこととして、前記分力Ｄも小さくなる。この分力Ｄが小さくなれば、連結軸２に作用するねじれモーメントも小さくなるので、ウエイト７，８の重さと、連結軸２のねじれを復帰させる力とが相まって、回転翼３，４は図３に示す仰角最大の方向に戻される。このようにウエイト７，８がノーマル位置方向に回動すれば、回転翼３，４の仰角が大きくなり、浮力も大きくなる。
【００２１】
なお、上記したようにウエイト７，８に作用する矢印Ａ方向の遠心力は、回動棒５，６を介して連結軸２に対してねじれモーメントを発生させるが、これら回動棒５，６およびウエイト７，８が相まって、この発明の仰角制御手段を構成するものである。
【００２２】
以上のことからも明らかなように、この第１実施例によれば、回転エネルギーの大きな初期飛行時には、揚力を抑えて回転エネルギーを温存できる。そして、飛行時間がある程度経過したら、今度は温存した回転エネルギーを使って揚力を維持できる。したがって、この飛行玩具は、それほど高くは上がらないけれど、その飛行時間を長く保つことができる。
【００２３】
図４〜図６は第２実施例を示すもので、回転軸１にねじれが可能な連結軸２を設ける点は、第１実施例と同じである。しかし、この第２実施例は、連結軸２をクランク状に曲げたもので、回転軸１および回転翼３，４を回転させていない図４のノーマル状態において、回転翼３，４が最下方にあって仰角が最大になるように設定している。
【００２４】
ただし、上記のように回転翼３，４の仰角を制御するために、この第２実施例では、回転翼３，４の自重を利用している。したがって、この第２実施例においては、回転翼３，４が仰角を制御する仰角制御手段を兼ねたものになる。
【００２５】
そして、この第２実施例においては、回転翼３，４の幅方向であってその回転方向前方に連結軸２を固定するとともに、回転翼３，４の重心位置が、回転軸中心よりも外側に位置し、かつ、連結軸２に対しては上記回転翼３，４の回転方向後方に位置する構成にしている。したがって、この第２実施例においては、回転翼３，４自体が仰角制御手段を構成することになる。
【００２６】
上記のように、回転翼３，４自体にウエイト７，８と同様の機能を持たせているので、連結軸２は、前記したようにクランク状にしている。すなわち、連結軸２をクランク状にするとともに、図４のノーマル状態において、回転翼３，４が最下方にあって仰角が最大になるように設定することによって、回転翼３，４は、第１実施例のウエイト７，８とほぼ同様な位置関係を保つことになり、第１実施例で説明した遠心力が作用したとき、この回転翼３，４に分力Ｄが作用することになる。
【００２７】
したがって、この第２実施例においても、回転軸１を回転して飛行玩具を空中に放てば、回転翼３，４が回転しながらその仰角に応じた揚力を発生するが、このときの回転翼３，４には前記分力Ｄが作用するとともに、この分力Ｄは、回転翼３，４を水平にする方向すなわち仰角を小さくする方向の力となる。
【００２８】
上記のことからも明らかなように、この第２実施例においても、回転エネルギーの大きな初期飛行時には、揚力を抑えて回転エネルギーを温存できる。そして、飛行時間がある程度経過したら、今度は温存した回転エネルギーを使って揚力を維持できる。したがって、この飛行玩具は、それほど高くは上がらないけれど、その飛行時間を長く保つことができる。
なお、上記第１，第２実施例において、連結軸２がねじれて回転翼３，４の仰角が制御されるようにしたが、連結軸２を回転軸１に対して回転自在にしてもよいのは当然である。
【００２９】
図７〜図９に示した第３実施例は、回転翼３，４に、その幅方向であって回転方向後方の後側縁３ｂ，４ｂに、この発明の仰角制御手段である可撓性を有するフラップ１０を設けている。なお、この第３実施例において、連結軸２はフレシキブルにはしていない。なぜなら、回転翼３，４の仰角は、上記フラップ１０の機能で制御するようにしているからである。
【００３０】
上記のようにした第３実施例では、その回転軸１を回転して飛行玩具を空中に放てば、回転翼３，４が回転しながらその仰角に応じた揚力を発生するが、回転エネルギーの大きい初期飛行時には、回転翼３，４の回転数が相対的に高いので、回転翼３，４に作用する空気抵抗も大きくなる。したがって、この大きな空気抵抗によって、図８のようにフラップ１０が水平もしくはそれに近い位置を保つことになる。しかし、回転エネルギーが小さくなって、回転翼３，４の回転数が相対的に低くなれば、上記空気抵抗も小さくなるので、図９のようにフラップ１０は自重で下向きになり、その分、回転翼３，４の仰角が大きくなる。
【００３１】
このように回転エネルギーが大きい初期飛行の段階では、フラップ１０が水平もしくはそれに近い位置を保つので、上記のように仰角を最大から最小にする。仰角が最小になれば、揚力も小さくなる。しかし、空気抵抗は小さくなり、その分、消費エネルギーも小さくなる。したがって、この飛行玩具は、それほど高くは上がらないけれど、その飛行時間を長く保つことができる。
【００３２】
一方、飛行玩具を飛ばしてからある程度の時間がたてば、フラップ１０が水平もしくはそれに近い位置からその自重でだんだんと垂れてくる。フラップ１０が垂れてくれば、その仰角が最小から最大になる。このように仰角が最大になれば、空気抵抗が大きくなるとともに、その揚力も大きくなる。
したがって、この第３実施例においても、回転エネルギーの大きな初期飛行時には、揚力を抑えて回転エネルギーを温存し、飛行時間がある程度経過したら、今度は温存した回転エネルギーを使って揚力を維持することができる。
【００３３】
なお、上記第３実施例において、フラップ１０の遊端におもりを付加してもよい。このようにおもりを付加すれば、フラップ１０が回転翼３，４の推力の作用で、水平あるいはそれに近い位置まで回動することができる。
【００３４】
図１０に示した第４実施例は、ボディ１１に、回転翼３，４を設けた回転軸１を回転自在にしたもので、この回転軸１には第２伝達ギア１２を固定している。そして、上記ボディ１１には、支持軸１３を回転自在に設けるとともに、この支持軸１３には第１伝達ギア１４とフライホィール１５を固定している。上記第１伝達ギア１４は、第２伝達ギア１２に連係している。
【００３５】
なお、上記第１伝達ギア１４および第２伝達ギア１２は、その伝達過程において一定の比率で減速する構成にしている。
また、符号１６は支持軸１３を回転自在に支持する軸受けである。
【００３６】
今、支持軸１３に図示していない糸等を巻き付けて、それを引っ張れば、フライホィール１５が勢いよく回転するとともに、その回転は上記各ギア１４，１２を介して減速されつつ、回転軸１に伝達される。
このようにした第４実施例では、回転エネルギーをフライホィール１５に蓄積できるので、その蓄積した回転エネルギーで回転軸１を長時間回転し続けることができる。したがって、回転翼３，４の仰角を小さくしても、長時間飛行が可能になる。
【００３７】
なお、上記第４実施例では、回転軸１とフライホィール１５の支持軸１３とを平行にしているが、図１１に示す第５実施例のように、回転軸１とフライホィール１５の支持軸との間に一定の角度を設けるようにしてもよい。
この第５実施例では、回転軸１に設けた第１かさ歯車１７と、第２伝達ギア１２を固定する支持軸１８に設けた第２かさ歯車１９とを直角にかみ合わせている。したがって、第２伝達ギア１２とかみ合う第１伝達ギア１４を設けた支持軸１３と上記回転軸１との間に、この第５実施例では直角である一定の角度が設けられることになる。
【００３８】
上記のように、回転軸１と支持軸１３との間に一定の角度を設けると、フライホィール１５のジャイロ効果によって、回転翼３，４の回転反力によりボディ１１が回転してしまうのを防止することができる。したがって、回転エネルギーの損失を最小限に留めることができる。
ただし、上記回転エネルギーの損失を最小限に留めるためには、第５実施例のように、回転軸１とフライホィール１５の支持軸１３とを直角にすることが望ましい。このように回転軸１と支持軸１３とを直角にすれば、フライホィール１５によるジャイロ効果が、ボディ１１の回転をより防止することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施例の斜視図である。
【図２】第１実施例の平面図である。
【図３】第１実施例の側面図である。
【図４】第２実施例の斜視図である。
【図５】第２実施例における回転翼の仰角大の場合を示す説明図である。
【図６】第２実施例における回転翼の仰角小の場合を示す説明図である。
【図７】第３実施例の回転翼の側面図である。
【図８】第３実施例における回転翼の仰角大の場合を示す説明図である。
【図９】第３実施例における回転翼の仰角小の場合を示す説明図である。
【図１０】第４実施例の構造を示す説明図である。
【図１１】第５実施例の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１            回転軸
２            連結軸
３，４        回転翼
７，８        ウエイト
１０          フラップ
１５          フライホィール
【図１】
2005152090.tif 000003
【図２】
2005152090.tif 000004
【図３】
2005152090.tif 000005
【図４】
2005152090.tif 000006
【図５】
2005152090.tif 000007
【図６】
2005152090.tif 000008
【図７】
2005152090.tif 000009
【図８】
2005152090.tif 000010
【図９】
2005152090.tif 000011
【図１０】
2005152090.tif 000012
【図１１】
2005152090.tif 000013