(57)【要約】【課題】バッテリが切れても墜落することなく、軟着陸するような飛翔体を提供することを課題とする。【解決手段】飛翔体１０は、１枚の翼部材１１と、この翼部材１１から延ばされる少なくとも１本のアーム１２と、このアーム１２に取付けられるモータ１３と、このモータ１３にプロペラ１５と、翼部材１１に搭載された給電部材１６と、翼部材１１に搭載された制御部１７と、全体の重心近傍位置にて翼部材１１から上へ延ばされる摘み部１８と、全体の重心近傍位置にて翼部材１１から下へ延ばされる脚部１９とからなる。【効果】飛翔体１０は自由に旋回しつつ自由に落下し、脚部１９が地面３５に接し、次に翼部材１１が接する。したがって、飛翔体１０が墜落することはなく、軟着陸するため、翼部材１１やプロペラ１５にダメージを受ける心配はない。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚の羽根部とこの羽根部の一端に備えられる種子部とからなる楓の種を模した構造の飛翔体であって、
前記羽根部を模した１枚の翼部材と、この翼部材から延ばされる少なくとも１本のアームと、このアームに取付けられるモータと、このモータのモータ軸に取付けられ前記翼部材の旋回を促すプロペラと、前記翼部材に搭載され前記モータに給電する給電部材と、前記翼部材に搭載され前記モータの出力を制御する制御部とからなり、
回転中心が前記種子部の位置になるように、前記翼部材に前記アーム、前記モータ、前記プロペラ、前記給電部材及び前記制御部が配置されていることを特徴とする飛翔体。
【請求項２】
前記制御部は、上昇又は下降に対応した出力を発生させるように前記モータを制御する第１モードと、前記翼部材が１回転する間に、所定の回転角度だけ前記出力より大きな出力を発生させるように前記モータを制御する第２モードとが実施可能であり、この第２モードにより前後左右の移動を実施することを特徴とする請求項１記載の飛翔体。
【請求項３】
前記給電部材は、バッテリであることを特徴とする請求項１記載の飛翔体。
【請求項４】
前記給電部材は、前記羽根部に貼られたソーラーパネルであることを特徴とする請求項１記載の飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、墜落の心配がない飛翔体及び安価で可搬性の高い飛翔体に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行玩具、ＭＡＶ（小型無人航空機）として、無線により遠隔操縦されるラジコンヘリコプターおよびマルチコプタが、普及している（例えば、特許文献１（図１）、特許文献２、特許文献３参照。）。
【０００３】
特許文献１の図１に示されるように、飛行体（１００）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）は、機体（１２０）にローター（１１０）を備えたヘリコプターである。機体（１２０）に電動モータとバッテリが内蔵され、これらでローター（１１０）を回す。
【０００４】
コントローラ送信機（１２２）にトグル（１２４）及びトグル（１２６）を備えている。コントローラ送信機（１２２）で制御することで、ローター（１１０）を回し、飛行体（１００）を浮上させ、上昇、下降、旋回などの操縦を行う。
【０００５】
いわゆるバッテリ切れが、飛行中に発生すると、飛行体（１００）は墜落する。墜落すると機体（１２０）やローター（１１０）が破損するため、墜落は回避する必要がある。そこで、操縦者はバッテリの蓄電残量に配慮するが、蓄電残量が気になって操縦による楽しみが半減することがある。
よって、バッテリが切れても墜落することなく、軟着陸するような飛行体（飛翔体）が望まれる。
【０００６】
特許文献２及び特許文献３は、ＭＡＶの例として多数のロータを有するマルチコプタの技術であり、これらのマルチコプタが撮影等で活躍しており、災害観測、環境観測にも応用されつつあるが、１機で観測できる範囲は限られており、広範囲の観測を行うことが難しい。
この問題は、多数のマルチコプタを同時に用いることで解決することができるが、多数の地点に機体を運搬することは現実的ではない。
また、ＭＡＶの分野では、対人への安全性を高めるため、また機体の単価を下げるために機体の小型化が望まれている。
【０００７】
本発明に係る飛翔体の機体は上空での多数機の散布と、各機体の自律的なオートローテーションに頼った滞空により、多数の機体を広範囲に分布することができる。
また本発明に係る飛翔体は、特許文献２、特許文献３の複数のロータを有せず、単翔のヘリコプターの一種である。
従って、構造が単純で安価である上、同サイズのマルチコプタに対して翔のレイノズル数を大きくとることができ、レイノズル数の低下による性能の低下を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−６４９１４公報
【特許文献２】特開２０１１−４６３５５公報
【特許文献１】米国公開２０１０／０１０８８０１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、バッテリが切れても墜落することなく、軟着陸するような飛翔体を提供することを課題とし、また本発明は、上空での多数機の散布と、各機体の自律的なオートローテーションに頼った滞空により、多数の機体を広範囲に分布することを可能とし、構造が単純で安価である上、同サイズのマルチコプタに対して翔のレイノズル数を大きくとることができ、レイノズル数の低下による性能の低下を抑えることができる飛翔体を提供することをも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、１枚の羽根部とこの羽根部の一端に備えられる種子部とからなる楓の種を模した構造の飛翔体であって、
前記羽根部を模した１枚の翼部材と、この翼部材から延ばされる少なくとも１本のアームと、このアームに取付けられるモータと、このモータのモータ軸に取付けられ前記翼部材の旋回を促すプロペラと、前記翼部材に搭載され前記モータに給電する給電部材と、前記翼部材に搭載され前記モータの出力を制御する制御部とからなり、
回転中心が前記種子部の位置になるように、前記翼部材に前記アーム、前記モータ、前記プロペラ、前記給電部材及び前記制御部が配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、制御部は、上昇又は下降に対応した出力を発生させるようにモータを制御する第１モードと、翼部材が１回転する間に、所定の回転角度だけ出力より大きな出力を発生させるようにモータを制御する第２モードとが実施可能であり、この第２モードにより前後左右の移動を実施することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、給電部材は、バッテリであることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明では、給電部材は、羽根部に貼られたソーラーパネルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、飛翔体は、１枚の翼部材と１本以上のアームと１個以上のモータと１個以上のプロペラと給電部材と制御部とからなり、構造が簡単である。
そして、バッテリが切れた場合には、楓の種と同様に、翼部材がゆっくりと回転しながら落下し、地面に軟着陸する。
よって、本発明によれば、バッテリが切れても墜落することなく、軟着陸するような飛翔体が提供される。
【００１５】
請求項２に係る発明では、制御部は、上昇又は下降に対応した出力を発生させるようにモータを制御する第１モードと、翼部材が１回転する間に、所定の回転角度だけ出力より大きな出力を発生させるようにモータを制御する第２モードとが実施可能であり、この第２モードにより前後左右の移動を実施する。すなわち、モータの出力を替えるだけで上昇、下降、前後移動、左右移動が選択的に実施でき、昇降舵や方向舵が不要であるため、構造の簡素化が図れる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、給電部材は、バッテリである。バッテリは一次電池、二次電池（キャパシターを含む。）の何れも採用できる。
【００１７】
請求項４に係る発明では、給電部材は、羽根部に貼られたソーラーパネルである。羽根部とアームとモータとが同一の回転系に属するため、ハーネス（配線）が容易である。加えて、長時間飛行が可能となり、特にバッテリと併用することで、さらに飛行時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る飛翔体とスタンドとコントローラの斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】コントローラの作用図である。
【図４】楓の種の構造図兼作用図である。
【図５】バッテリが切れたときの飛翔体の作用図である。
【図６】上昇又は下降時の飛翔体の作用図である。
【図７】前進時の飛翔体の作用図である。
【図８】変形例に係る飛翔体の平面図である。
【図９】飛翔体の更なる変形例を示す斜視図である。
【図１０】飛翔体の更なる変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２０】
図１に示すように、飛翔体１０は、１枚の翼部材１１と、この翼部材１１から延ばされる少なくとも１本のアーム１２と、このアーム１２に取付けられるモータ１３と、このモータ１３のモータ軸１４に取付けられ翼部材１１の旋回を促すプロペラ１５と、翼部材１１に搭載されモータ１３に給電する給電部材１６と、翼部材１１に搭載されモータの出力を制御する制御部１７と、全体の重心近傍位置にて翼部材１１から上へ延ばされる摘み部１８と、全体の重心近傍位置にて翼部材１１から下へ延ばされる脚部１９とからなる。
【００２１】
給電部材１６は、２次電池と呼ばれる充電可能なバッテリやキャパシターが好適であるが、翼部材１１に貼り付けたソーラーパネルであってもよい。ソーラーパネルとバッテリの共用ならばなおよい。
【００２２】
スタンド２０は、ブロック２１とこのブロック２１から上へ延ばしたパイプ２２とからなる。パイプ２２へ脚部１９を差し込むことができる。
以上のスタンド２０は、非飛行時に飛翔体１０を支える役目と、飛行開始時に飛翔体１０を回転可能に支える役割とを果たす。
【００２３】
コントローラ２５は、いわゆるリモートコントローラであり、昇降レバー２６と方向レバー２７と送信部２８を備え、この送信部２８から制御部１７へ無線信号（例えば赤外線パルス）を発射する。
【００２４】
図２に示すように、翼部材１１は、飛行体の翼と同じ断面を呈する部材である。
図３に示すように、プロペラ１５が回ると、脚部１９を中心に、飛翔体１０は回転し始める。制御部１７も脚部１９を中心に旋回する。
昇降レバー２６を上昇側へ倒すとプロペラ１５が高速回転し、飛翔体が図面おもて側へ移動、すなわち上昇する。昇降レバー２６を下降側へ倒すとプロペラ１５の回転速度が低下し、飛翔体１０は下降する。
【００２５】
なお、プロペラ１５はガード２９で覆うことが推奨される。ガード２９によりプロペラ１５が損傷することを防止できる。遊技者の指などがプロペラ１５に直接触れる心配もなくなる。
制御部１７には、アーム１２側の部位に受信部３１があり、無線信号の強弱に基づいて、受信部３１が送信部２８の方位にあることを認識する機能を備えている。
【００２６】
図４（ａ）に示すように自然界に自生する楓の種３２は、１枚の羽根部３３と、この羽根部３３の基部に備えられる種子部３４とからなる。
この楓の種３２を空中へ放出すると、図４（ｂ）に示すように、種子部３４を中心に自由旋回しながら、ゆっくりと落下する。
【００２７】
図３に示す飛翔体１０における翼部材１１は羽根部３３を模したものであり、制御部１７、給電部材１６、アーム１２、モータ１３及びプロペラ１５は全体で種子部３４を模したものである。
【００２８】
給電部材１６の電気エネルギーが一定以下に低下した場合は、いわゆるバッテリ切れとなる。
バッテリ切れの場合は、図５に示すように、飛翔体１０は自由に旋回しつつ自由に落下し、脚部１９が地面３５に接し、次に翼部材１１又はアーム１２が接する。
したがって、飛翔体１０が墜落することはなく、軟着陸するため、翼部材１１やプロペラ１５にダメージを受ける心配はない。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、プロペラ１５の推進作用で翼部材１１が旋回するため、飛翔体１０は上昇、下降又はホバリングする。
図６（ａ）のｂ矢視図である図６（ｂ）に示すように、翼部材１１が移動することで揚力を得る。
【００３０】
次に、前進、後進、左移動、右移動などからなる移動の原理を説明する。
図７（ａ）は、図６（ｂ）と同じ図であり、飛翔体１０は、上昇、下降又はホバリングの何れかの途中の状態にある。
図７（ｂ）は平面図であり、翼部材１１が１回転（３６０°）する間に、３００°程度の第１モード領域Ｖ１と、６０°程度の第２モード領域Ｖ２を設定する。
制御部１７は、第１モード領域Ｖ１でのモータ１３の出力に対して、第２モード領域Ｖ２ではモータ１３の出力を高める。
なお、第２モード領域Ｖ２は、常に送信部（図３、符号２８）に向いている。
【００３１】
第２モード領域Ｖ２でだけモータ１３の出力を高め、第１モード領域Ｖ１でモータ１３の出力を元に戻すと、図７（ｃ）に示すように、回転軸が鉛直軸に対して角度θでだけ傾く。
１回転当たりに発生する角度θは僅かであるが、図３の方向レバー２７が右へ連続的に押されていると、その間、角度θは累積される。
すると、図７（ｃ）に示す飛翔体１０は白抜き矢印のように右へ進む。モータ１３のプロペラ出力が水平高度保持出力よりも大きければ、飛翔体１０は斜め右上へ移動する。逆にプロペラ出力が水平高度保持出力よりも小さければ、飛翔体１０は斜め右下に移動する。もちろん、プロペラ出力の上下変化を操縦席から見て左右位置を逆にすれば、同様に左右方向を制御することができる。
また、上記制御でモータ１３のプロペラ出力の平均値を水平高度保持出力にする制御を行うと飛翔体１０の高度は変わらずに左右方向を制御することができる。
同様に、上記制御でモータ１３のプロペラ出力の平均値を水平高度保持出力よりも上下制御を行うと飛翔体１０の高度を変化させながら左右方向を制御することができる。
【００３２】
図７（ｂ）では第２モード領域Ｖ２は図面下方に設定されている。
第２モード領域Ｖ２が図面上方に設定されると、飛翔体１０は左へ移動する。第２モード領域Ｖ２が図面左側に設定されると、飛翔体１０は、後進する（コントローラ２５に向かって進む）。
第２モード領域Ｖ２が図面右側に設定されると、飛翔体１０は、前進する（コントローラ２５から離れるように進む）。
【００３３】
通常の飛行体に備えられる方向舵を備えることなく、本発明の飛翔体１０は、モータ１３の出力を制御するだけで、上昇、下降、ホバリング、前進、後進、左移動、右移動の全てが実施される。その上、図５で説明したように、バッテリ切れにおいても軟着陸する。
【００３４】
次に変形例を説明する。
図８に示すように、飛翔体１０は、１枚の翼部材１１と、この翼部材１１から延ばした２本のアーム１２、１２と、これらのアーム１２、１２の各々に取付けたモータ１３、１３と、モータ１３、１３の各々に設けたプロペラ１５、１５とからなる。
すなわち、アーム１２が１本以上であればよく、本数は任意であり、モータ１３とプロペラ１５の個数も任意である。
【００３５】
図９に示すように、翼部材１１と脚部１９の間に筒部３７を介在させる。この筒部３７に例えば肥料を入れ、肥料３８の空中散布を実施する。
【００３６】
又、図１０（ａ）に示すように、筒部３７にカメラ３９を備えてもよい。カメラ３９のレンズは、前斜め下向きとする。レンズは下に向けてもよい。
【００３７】
図１０（ｂ）に示すように、１回転に１回シャッタを切って１コマを撮影する。このコマを連続させることで、手軽に動画や静止画を得ることができる。
飛翔体１０が安価であるため、使い捨てが可能であり、例えば原子力設備内部の撮影に供することができる。カメラ３９を放射線測定器に代えることで、原子力設備内部の放射線量を安全且つ手軽に測定することができる。
【００３８】
よって、本発明の飛翔体１０は、飛行玩具の他、多種の用途に供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、無線で操縦する飛行玩具に好適である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…飛翔体、１１…翼部材、１２…アーム、１３…モータ、１４…モータ軸、１５…プロペラ、１６…給電部材、１７…制御部、３２…楓の種、３３…羽根部、３４…種子部、Ｖ１…第１モード領域、Ｖ２…第２モード領域。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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