(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右二つの翼を上下にはばたき動作可能に支持し、該両翼が上昇する際には開いて空気を通過させ、両翼が下降する際には閉じて空気を通過不能とする一方向性の開閉手段を、双方の翼に設けてなるはばたき飛行装置において、両翼の支持部より下側に設けた下部フレームに軸支した本体側バーと、左右の翼フレームに軸支した翼側バーとを連結軸支して、内側に中折れ可能な構造とし、該本体側バーと翼側バーとの連結軸支部又は本体側バー上端若しくは翼側バー下端に、握り手段などの駆動部を設けてあり、両翼に作用する空気抵抗などで両翼が上昇状態になると、中折れ構造の翼側バーと本体側バーが直線状に伸び、前記の駆動部を内側に引っ張る力が作用すると、翼側バーと本体側バーが内側に中折れ状態となって、両翼が下向きに引っ張られて下降する構造としたこと、を特徴とする人力はばたき飛行装置。
【請求項２】
前記の本体側バーと翼側バーとを弾力によって真っ直ぐに伸長させる方向の力を発生させるための弾性手段を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の人力はばたき飛行装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、１対の翼を上下動させることで浮揚力を発生させるはばたき飛行装置、特に人力で翼をはばたき動作させる飛行装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の発明者は、特願平５−１７７０７８号において、上下にはばたく翼に、翼の下降時には閉じ、上昇時に開く一方向性の開閉手段を設けることで、効率的に浮揚力を発生させて、人力でまたは補助動力を併用してはばたき飛行する装置を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前回の発明は、翼を上下動させるために、翼に連結したバーに握り部を設け、該握り部を両手で握って上下動させる構造となっている。
【０００４】
この構造によると、握り部を上下動させ、鳥の羽がはばたくような動作を必要とするので、翼を上下動させるための力が入りにくく、また疲れやすい。そのため、浮揚に困難を来したり、長時間のはばたき動作が困難である。
【０００５】
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、翼の上下動作を軽い力で容易に行なえるようにすることで、効率的に浮揚でき、かつ長時間のはばたき動作も可能とすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、左右二つの翼を上下にはばたき動作可能に支持し、該両翼が上昇する際には開いて空気を通過させ、両翼が下降する際には閉じて空気を通過不能とする一方向性の開閉手段を、双方の翼に設けてなるはばたき飛行装置において、両翼の支持部より下側に設けた下部フレームに軸支した本体側バーと、左右の翼フレームに軸支した翼側バーとを連結軸支して、内側に中折れ可能な構造とし、該本体側バーと翼側バーとの連結軸支部又は本体側バー上端若しくは翼側バー下端に、握り手段などの駆動部を設けてあり、両翼の作用する空気抵抗などで両翼が上昇状態になると、中折れ構造の翼側バーと本体側バーが直線状に伸び、前記の駆動部を内側に引っ張る力が作用すると、翼側バーと本体側バーが内側に中折れ状態となって、両翼が下向きに引っ張られて下降する構造としたこと、を特徴とする人力はばたき飛行装置である。
【０００７】
このように、下部フレームと両翼との間を中折れ構造のバーで連結し、中折れ部（本体側バーと翼側バーとの連結支部）又は本体側バー上端若しくは翼側バー下端に設けた握り手段を両手で握って両翼を上下動させる構造なため、握り手段は上下動させるのではなく、ほぼ水平方向に往復移動させることになる。その結果、力が入り易く、また疲れにくいので、長時間のはばたき動作も可能となる。
【０００８】
請求項２は、前記請求項１における本体側バーと翼側バーとを弾力によって真っ直ぐに伸長させる方向の力を発生させるための弾性手段を有している人力はばたき飛行装置である。
【０００９】
このような、本体側バーと翼側バーとから成る中折れ構造のバーが真っ直ぐに伸直する方向の弾性手段を有しているので、この弾性手段によって、両翼を上昇させる方向の力が作用する。
【００１０】
したがって、人力は、この弾性手段による弾力に抗して、両翼を下降させる方向、すなわち握り手段を引っ張る方向の力を発生させれば足りるので、浮揚力を発生させる際の力が入り易い。
【００１１】
なお、この弾性手段による弾力と、翼に作用する上向きの空気抵抗によって、中折れバーが真っ直ぐに伸直する方向の力が作用するので、翼を上昇させる際の力は、さほど必要でない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明によるはばたき飛行装置が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。第１図は本発明によるはばたき飛行装置を正面から見た図であり、セールは示されていない。第２図は、このはばたき飛行装置におけるはばたき動作を説明する正面図である。
【００１３】
本発明のはばたき飛行装置は、前回出願した特願平５−１７７０７８号のはばたき飛行装置の改良なため、第４図において、前回のはばたき飛行装置の全容を先に説明する。
【００１４】
第４図において、（ａ）図は本発明によるはばたき飛行装置の全容を示す平面図、（ｂ）図は（ａ）図におけるｂ−ｂ断面図、（ｃ）図は（ａ）図におけるｃ−ｃ断面図、（ｄ）図は推進作用を説明する図である。
【００１５】
１ａ、１ｂは左右の翼であり、図示省略されている翼フレームや支持ワイヤーにシート状体３ａ、３ｂからなるセールを張った構造になっている。そして、両翼１ａ、１ｂを人力でまた動力で上下にはばたくことによって、浮揚力を発生させる構造になっている。
【００１６】
ただし、両翼１ａ、１ｂが上昇する際には開いて空気を通過させ、両翼１ａ、１ｂが下降する際には閉じて空気を通過不能とする一方向性の開閉手段２ａ、２ｂを、双方の翼１ａ、１ｂに設けてある。
【００１７】
この開閉手段２ａ、２ｂは、翼１ａ、１ｂを構成するシート状体３ａ、３ｂと一体に連結しているシート状ないし薄板状の羽根４ａ、４ｂから成り、該羽根４ａ、４ｂの根元部５ａ、５ｂを支点にして、自由端６ａ、６ｂ側が上下回動する構成となっている。しかも、該自由端６ａ、６ｂ側が、翼を構成するシート状体３ａ、３ｂの下側面に重なるように配置されている。
【００１８】
したがって、翼１ａ、１ｂが下降する際には空気の抵抗で該羽根４ａ、４ｂが閉じ、上昇する際は空気の力で羽根４ａ、４ｂが開くため、翼１ａ、１ｂの上下動に連動して自動的に羽根４ａ、４ｂが開閉する。その結果、特別の制御を行なわなくても、開閉手段２ａ、２ｂを構成する羽根４ａ、４ｂが、翼１ａ、１ｂに浮揚力を発生するように開閉動作できる。
【００１９】
すなわち、人力や動力で翼１ａ、１ｂを下降させる際に、翼１ａ、１ｂの全面で空気を押し下げて上昇する力が発生し、機体を容易に上昇できる。また、翼１ａ、１ｂを復帰上昇させる際は、開閉手段２ａ、２ｂが開いて、空気が通過できるため、空気の抵抗力が低減し、小さな力で容易に翼１ａ、１ｂを上昇させて元に戻し、次の浮揚動作に備えることができ、また機体の下降量も少ない。なお、翼１ａ、１ｂの上下動作は、人力と動力の双方を併用することも可能である。
【００２０】
開閉手段２ａ、２ｂの開閉動作は、人力や動力で行なうこともできるが、前記の弁機構における逆止弁の原理を応用して、翼１ａ、１ｂが上下動する際の空気の力で自動的に開閉動作する構成にすれば、特別の駆動源を要しないので、開閉手段２ａ、２ｂの開閉制御が容易になり、構成も簡素化され、かつ軽量化できる。
【００２１】
人体７を搭載支持するメインフレーム８に、双方の翼１ａ、１ｂの根元が回動可能に軸支されており、それぞれの翼１ａ、１ｂが、前記の軸支部を中心にして回動上昇する方向の力を発生する弾力手段例えばゴム紐９ａ、９ｂを有している。
【００２２】
また、それぞれの翼１ａ、１ｂを支持している翼フレームと、メインフレーム８に搭乗している人間７の腕力、脚力および機械力の少なくとも一つによる駆動部との間を、ワイヤ状体やバーなどの連結手段１１ａ、１１ｂで連結してある。
【００２３】
したがって、メインフレーム８に搭乗している人間７の腕力、脚力および機械力などによって、双方の翼１ａ、１ｂを、前記の弾力に抗して引っ張って下降させ、浮揚力を発生させることができる。
【００２４】
しかしながら、この連結手段１１ａ、１１ｂと駆動部は、今回の発明によって第１図、第２図のように改良されている。
【００２５】
前記の一方向性の開閉手段２ａ、２ｂは、双方の翼１ａ、１ｂに設け、加えて、第４図（ｃ）のように、双方の翼１ａ、１ｂの先端に設けた前下がりの斜翼12ａ、12ｂにも、同様に翼１ａ、１ｂが上昇する際には開いて空気を通過させ、翼１ａ、１ｂが下降する際には閉じて空気が通過不能とする一方向性の開閉手段１３ａ、１３ｂを設けてある。そのため、第４図（ｄ）にＰ２で示すように、はばたき飛行装置の推進力を容易に発生させ、高速で飛行させることができる。
【００２６】
なお、前記の一方向性の開閉手段１３ａ、１３ｂを有する斜翼１２ａ、１２ｂが翼１ａ、１ｂに対し、前後に回動でき、翼１ａ、１ｂとは独立して前後回動動作できるようにすることも可能である。
【００２７】
この場合は、斜翼１２ａ、１２ｂが翼１ａ、１ｂに対し、前後に回動できるため、例えば上昇気流に乗った場合など、翼１ａ、１ｂのはばたき動作は止めて、斜翼１２ａ、１２ｂの前後回動のみを行なうと、前進のみが可能となる。そして、該斜翼１２ａ、１２ｂが推力発生方向に移動する時は、一方向性の開閉手段１３ａ、１３ｂが閉じ、その逆方向に移動するときは開放して空気抵抗が低減するので、斜翼１２ａ、１２ｂによって推進力を効率的に発生でき、前進動作が円滑に行なわれる。
【００２８】
前記の双方の翼１ａ、１ｂに設けられた一方向性の開閉手段２ａ、２ｂが、搭乗者の操作によって、浮揚力に抗して開放できるように構成し、しかも、開放量を制御できるように、操作部と連結した構成も可能である。この場合は、搭乗者の操作によって、開閉手段２ａ、２ｂの開口量を制御することで、下降速度や着陸動作を自由に制御でき、操作性がより向上する。
【００２９】
本発明は、第４図におけるワイヤ状体やバーなどの連結手段１１ａ、１１ｂと駆動部１０ａ、１０ｂとを、第１図、第２図に示すような中折れ構造のバーに改良している。
【００３０】
第４図においては、翼１ａ、１ｂは、１本の共通の軸に回動可能に軸支されているが、第１図、第２図においては、２本のほぼ平行な主フレーム１７ａ、１７ｂに軸支されている。
【００３１】
両主フレーム17ａ、17ｂ間は、複数本の水平のブリッジ状フレーム８ｃで連結され、また両主フレーム１７ａ、１７ｂに、下側に延びた脚状フレーム８ａ、８ｂが固定され、脚状フレーム８ａ、８ｂの下部間を連結するように水平状の下部フレーム８ｄが連結固定されている。また脚状フレーム８ａ、８ｂの中間には、人体を支持するための支持フレーム８ｅが水平に固定されている。
なお、脚状フレーム８ａ、８ｂの下端には、車輪１８ａ、１８ｂが取り付けられている。
【００３２】
１９ａ、１９ｂは、第４図におけるセール３ａ、３ｂを張るための翼フレームであり、第１図においてはセールは図示省略されている。両主フレーム１７ａ、１７ｂから上側に延びた支柱２０と前記の翼フレーム１９ａ、１９ｂとの間には、ゴムや引っ張りコイルスプリングなどの弾性手段９ａ、９ｂが取り付けられている。
【００３３】
また、翼フレーム19ａ、19ｂと前記の水平状のフレーム８ｄとの間に中折れバーが取り付けられている。この中折れバーは、上端を翼フレーム１９ａ、１９ｂに軸Ａ１、Ａ２で支持した翼側バー２２ａ、２２ｂと、下端を水平状のフレーム８ｄに軸Ａ３、Ａ４で支持した本体側バー２２ｃ、２２ｄとからなっている。
【００３４】
そして、翼側バー２２ａ、２２ｂの下側と、本体側バー２２ｃ、２２ｄの上端とは、軸Ａ５、Ａ６によって連結され、該軸Ａ５、Ａ６の位置で中折れ可能となっている。したがって、図の右側の翼側バー２２ａと本体側バー２２ｃとを中折れバーＢ１と呼び、図の左側の翼側バー２２ｂと本体側バー２２ｄとを中折れバーＢ２と呼ぶ。なお、各軸Ａ１〜Ａ６は、回動可能な軸支構造であることは言うまでもない。
【００３５】
本体側バー２２ｃ、２２ｄの上端と水平状のフレーム８ｄの両端との間には、ゴムや引っ張りコイルスブリングなどの弾性手段２３ａ、２３ｂが取り付けられている。また、本体側バー２２ｃ、２２ｄの上端には、両手で握るための握り部２４ａ、２４ｂを取り付けてある。
【００３６】
次に、このはばたき飛行装置におけるはばたき動作を第２図において説明する。第２図においては、翼フレーム１９ａ、１９ｂと翼側バー２２ａ、２２ｂと本体側バー２２ｃ、２２ｄの動きのみを図示してある。すなわち、実線は、翼フレーム１９ａ、１９ｂが最も上昇した位置を、また破線は中間の位置を、鎖線は翼フレーム１９ａ、１９ｂが最も下降した位置をそれぞれ示している。
【００３７】
翼フレーム１９ａ、１９ｂのはばたき動作は、第１図の支持フレーム８ｅの上に人間が腹這い状態に載った状態で、両手で握り部２４ａ、２４ｂを握って左右に往復動させて行なう。
【００３８】
翼フレーム１９ａ、１９ｂは、第１図の引っ張り弾性手段９ａ、９ｂで上側に引っ張られており、また引っ張り弾性手段２３ａ、２３ｂによって中折れバーＢ１、Ｂ２を伸長させて翼フレーム１９ａ、１９ｂを押し上げる方向に作用している。したがって、この弾力に加えて、両手で握り部２４ａ、２４ｂを握って外側に押すと、両翼フレーム１９ａ、１９ｂは、実線で示すように、上限位置まで上昇する。この状態で、中折れバーＢ１、Ｂ２は真っ直ぐに伸長した状態となるため、翼フレーム１９ａ、１９ｂはこれ以上上昇することはできない。
【００３９】
次に、握り部２４ａ、２４ｂを内側に引くと、中折れバーＢ１、Ｂ２が軸支部Ａ５、Ａ６で折れて、両翼フレーム１９ａ、１９ｂが回動下降し、破線の状態となる。続いて、握り部２４ａ、２４ｂをさらに内側に引くと、中折れバーＢ１、Ｂ２はさらに折れ曲がって翼フレーム１９ａ、１９ｂが更に下に引っ張られて、鎖線で示す下限位置まで回動下降する。
【００４０】
このように握り部２４ａ、２４ｂを内側に引く際に、引っ張り弾性手段９ａ、９ｂおよび引っ張り弾性手段２３ａ、２３ｂの弾力に抗して引っ張ることになり、しかも両翼１ａ、１ｂの下面全面に空気抵抗が働くので、大きな力を要する。また、このときの空気抵抗によって、翼１ａ、１ｂに浮揚力が作用する。
【００４１】
次いで、握り部２４ａ、２４ｂを押し拡げるように外側に押すと、中折れバーＢ１、Ｂ２が次第に押し延ばされて、真っ直ぐに伸長するので、中折れバーＢ１、Ｂ２および翼フレーム１９ａ、１９ｂは、鎖線状態から、破線状態へ、次いで実線状態の順に移動し、翼フレーム１９ａ、１９ｂが回動上昇する。
【００４２】
両翼１ａ、１ｂが回動上昇する際は、第４図で説明したように開閉手段２ａ、２ｂの羽根４ａ、４ｂが開いて、空気抵抗が減少する。しかしながら、羽根４ａ、４ｂの存在しない領域に対しては、上向きの空気抵抗が作用し、しかも前記の引っ張り弾性手段９ａ、９ｂ、２３ａ、２３ｂによって、翼１‐ａ、１ｂを上昇させる方向の力が作用しているので、翼１ａ、１ｂの上昇の際は、比較的小さな力ではばたき動作できる。
【００４３】
図示例では、本体側バー２２ｃ、２２ｄは、水平状フレーム８ｄに取り付けられているが、翼フレーム１９ａ、１９ｂを支持している主フレーム１７ａ、１７ｂより下側の本体側フレームであれば、水平状フレーム８ｄ以外に取り付けてもよい。例えば、脚状フレーム８ａ、８ｂなどに取り付けることもできる。したがって、このように、主フレーム１７ａ、１７ｂと連結された下側フレームを総称して下部フレームと呼ぶ。
【００４４】
また、握り部２４ａ、２４ｂも、軸支部Ａ５、Ａ６や翼側バー２２ａ、２２ｂの下端に取り付けてもよい。
【００４５】
軽量化のために、各フレームは、グラスファイバー、カーボン・グラスファイバーなどからなる中空体ないしパイプなどで構成するのがよい。
【００４６】
なお、握り部２４ａ、２４ｂの開閉駆動をモータなどの動力で行なうこともできる。第３図はその一例であり、モータなどの動力で駆動される歯車２５ａに設けた軸Ａ７にリンク２６ａを軸支し、その先端を駆動部２４ａに軸支する。また、前記歯車２５ａとかみ合う歯車２５ｂに設けた軸Ａ８にリンク２６ｂを軸支し、その先端を駆動部２４ｂに軸支する。
【００４７】
軸Ａ７、Ａ８は、歯車２５ａと歯車２５ｂとの噛み合い部における接線に対し左右対称の位置に設けられており、しかも歯車２５ａと歯車２５ｂとは、互いに逆回転するため、両歯車２５ａ、歯車２５ｂの回転によって、駆動部２４ａ、２４ｂは左右に開閉運動することにより、中折れバーＢ１、Ｂ２を伸縮させて、翼フレーム１９ａ、１９ｂを上下動させることができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１によると、下部フレームと両翼との間を中折れ構造のバーで連結し、中折れ部（本体側バーと翼側バーとの連結軸支部）又は本体側バー上端若しくは翼側バー下端に設けた握り手段を両手で握って両翼を上下動させる構造なため、握り手段は上下動させるのではなく、ほぼ水平方向に往復移動させることになる。その結果、力が入り易く、また疲れにくいので、長時間のはばたき動作も可能となる。
【００４９】
また、請求項２によると、本体側バーと翼側バーとから成る中折れ構造のバーが真っ直ぐに伸直する方向の弾性手段を有しているので、この弾性手段によって、両翼を上昇させる方向の力が作用する。したがって、人力は、この弾性手段による弾力に抗して、両翼を下降させる方向、すなわち握り手段を引っ張る方向の力を発生させれば足りるので、浮揚力を発生させる際の力が入り易い。
【００５０】
なお、この弾性手段による弾力と、翼に作用する上向きの空気抵抗によって、中折れレバーが真っ直ぐに伸直する方向の力が作用するので、翼を上昇させる際の力は、さほど必要でない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるはばたき飛行装置の実施形態を説明する正面図である。
【図２】第１図のはばたき飛行装置のはばたき動作を説明する正面図である。
【図３】動力によるはばたき機構を例示する駆動部の正面図である。
【図４】本発明が適用されるはばたき飛行装置の全容を説明する図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ  はばたき飛行用の翼
２ａ、２ｂ  開閉手段
３ａ、３ｂ  翼を構成するシート状体
４ａ、４ｂ  開閉手段における開閉用の羽根
５ａ、５ｂ  羽根の根元部（シート状体との連結部）
６ａ、６ｂ  羽根の自由端
７  人体（搭乗者）
８  メインフレーム
９ａ、９ｂ  弾力手段
１０ａ、１０ｂ  駆動部
１２ａ、１２ｂ  斜翼
１３ａ、１３ｂ  斜翼における開閉手段
１７ａ、１７ｂ  主フレーム
１９ａ、１９ｂ  翼フレーム
Ｂ１、Ｂ２  中折れバー
２２ａ、２２ｂ  翼側バー
２２ｃ、２２ｄ  本体側バー
２３ａ、２３ｂ  引っ張り弾性手段
２４ａ、２４ｂ  握り部（駆動部）
Ａ１〜Ａ８  軸支部
２５ａ、２５ｂ  歯車
２６ａ、２６ｂ  リンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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