JP2000317148A - 複葉の羽ばたき飛行機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の羽ばたき飛行機は羽ばたき翼が１対し
かない為、推力が小さい、ピッチングエネルギーのロス
は大きい、左右の羽ばたきタイムラグから来る旋回エネ
ルギーのロスも大きい、滑空性能が悪いといった諸欠点
があった。 【解決手段】 本発明では、前・後２対の羽ばたき翼と
一枚の駆動する尾翼を採用して飛行性能の飛躍的な向上
を図る。それ等を駆動するに、一本の動力シャフト上に
二つのスライダークランクを構築することと、その出力
の伝達装置として天秤アームを装備することを以てす
る。又、滑空性能向上の為に、全翼を滑空最適角度に保
持させる「動力シャフト停止装置」をその機首に設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 この発明は、２対の羽ばた
き翼と、１枚の上下駆動する尾翼を設けた羽ばたき飛行
機の形状と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来の羽ばたき飛行機は概ね体育館等
の室内で飛ばすことを目的としたもので、図９及び図１
１に示すように、薄い翼面膜を張設した１対の羽ばたき
翼（２６）と一枚の固定尾翼（２７）を有するものが一
般的である。

【０００３】又、稀に図１３の如く、２対の翼を有する
ものがあっても、後翼の１対は専ら縦安定と滞空性の向
上を目的とする固定翼（３２）で、羽ばたき駆動をする
のは前方の羽ばたき翼（２６）１対のみであった。

【０００４】その羽ばたきの駆動法について見ると、図
９、図１３の背骨一本型と図１１の櫓型とでは、枢支点
のヒンジ（３０）と作用点の翼クランクピン（２９）の
位置関係、及びそれに伴うクランクの形状に若干の違い
はあるものの３タイプとも所謂「てこクランク」を採用
したものであり、その力はＶ字型を成す１対のコンロッ
ド（２４）を介して伝達されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 しかし、羽ばたき翼
が１対だと、その推力は甚だ小さいため、室内では飛ば
せても屋外で楽しむには余程気象条件が良くないと難し
い。

【０００６】加えて、１対の羽ばたき翼による飛行状態
を考えると、翼の打上げ時には当然ながら機首が下が
り、打下ろし時には機首が上がる、つまり、羽ばたきの
上下動に応じて、機首がジグザグ状に上下しながら飛行
するので、そのピッチングエネルギーのロスのために上
昇効率が悪くなるという欠点があった。

【０００７】又、そのクランク機構は、上述のように所
謂「てこクランク」で、翼のクランクピンから動力クラ
ンクまで１対のコンロッドで直結されている。そのた
め、左右両翼は、クランクの上死点と下死点でのみ左右
対称を成す以外は決して左右対称になる時はなく、従っ
て、左右の翼の駆動には常に僅かなタイムラグを生じる
ことになる。その結果、機体は直進せず、発航後は必ず
左か右へ旋回してしまうことになり、これも上昇効率を
悪くする原因のひとつであった。

【０００８】さらに、飛行中にゴムのエネルギーが無く
なった時、必然的に機体は滑空姿勢に入るのであるが、
従来の場合、左右両翼は、機体が下降する風圧で押し上
げられて、上死点の状態での滑空を余儀無くされるた
め、その滑空性能は甚だ悪く、短時間の内に降下してし
まうという欠点もあった。

【０００９】そこでこの発明は、２対の羽ばたき翼と一
枚の駆動尾翼を採用することによって上述した羽ばたき
翼１対型の諸欠点を取り除き、より大きな推力と直進性
を確保して、室内は勿論、屋外でも充分に楽しめる羽ば
たき飛行機を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 この発明は、前述した
諸課題を解決するため、２対の羽ばたき翼と上下駆動す
る１枚の尾翼、及び滑空時に全翼を最適角度に保持する
動力シャフト停止装置を設けることをその手段とする。

【００１１】具体的には、交互に駆動する前・後２対の
羽ばたき翼；該羽ばたき翼と連動して上下駆動する１枚
の尾翼；該尾翼と前記２対の羽ばたき翼を滑空時に最適
角度に保持する動力シャフト停止装置をその機首に有す
る羽ばたき飛行機を提供する。

【００１２】より具体的には、一本の動力シャフト上
に、ベアリングを挟んで二つのクランクを設ける。

【００１３】より具体的には、前記２対の羽ばたき翼を
交互に駆動する為の出力伝達装置として、天秤アームを
胴体と背骨の間に設ける。

【００１４】

【作用】 動力シャフトで発生した出力は動力シャフト
上の二つのクランクを回転せしめ、各々に連結されたコ
ンロッドを通じて伝達される。先ず、第一クランクに伝
達された出力は、天秤アームの先端を、共にその中継点
とする１本の幹コンロッドと１対の前翼コンロッドを介
して１対の前翼クランクに伝えられ前翼を１対で打上げ
させる。同時に、前記の出力は、天秤アームの後端をそ
の中継点とする１対の後翼コンロッドを介して１対の後
翼クランクに伝えられ、前翼とは逆方向に後翼を１対で
打下ろさせることになる。

【００１５】この際、第一クランクは天秤アームの両端
をそれぞれ中継点とする前翼・後翼コンロッドを常に左
右対称の形で上下駆動することになり、従来のような、
左右の翼の羽ばたきタイムラグを生じることが無くな
る。

【００１６】第一クランクが更に回転して、前翼が打下
ろし状態になると後翼は逆に打上げ状態になる。前翼と
後翼をこのように逆動作で、交互に繰り返すことによっ
て飛行に必要な推力を得、機体を飛行させることができ
るのである。

【００１７】一方、第二クランクに伝達された出力は、
屈折コンロッドを介して尾翼スパーに伝えられ尾翼軸を
支点として上下動させる。その運動は尾翼に新たな推力
を発生せしめ、前翼・後翼の推力と相俟ってより大きな
推進力を作り出すことになる。

【００１８】羽ばたき飛行機の上昇に必要な、尾翼によ
る頭上げ効果は、従来タイプの固定尾翼同様、側面図の
如く水平線に対して約６°の角度を尾翼スパーにつける
ことによって解決する。

【００１９】やがて動力ゴムのエネルギーが減少して、
機体は滑空姿勢に移行するが、ゴムのエネルギーが減少
すると当然ながら動力ゴムの張力は減衰する。そのた
め、回転中は動力ゴムの張力によって後方に引っ張られ
ていた動力シャフトが、機首に装備された板バネの反発
力によって前方へ回転しつつ押し出され、押し出された
第二クランクが、ベアリングに設置されたストップピン
に掛かってクランクが停止、同時に全翼が設定角度で停
止し理想的な滑空に移行できるのである。

【００２０】

【実施例】 次に、この発明の一実施例を図面を参照し
ながら説明する。図１と図２を参照する。先ず構造部材
であるが、動力シャフト（４）やクランク（１７ｂ）
（１８ｂ）及びピン類（１５ａ）（１５ｂ）（１６ａ）
（７）と軸（１３）（１４）はピアノ線、コンロッド類
（１９）（２０）（２１）（２２）はアルミかアルミに
類する軽くて剛性のある金属を加工するものとし、前記
以外の構造部材はバルサ等の木材か、それ等に類する軽
くて丈夫な合成樹脂等を使用するものとする。又、翼面
膜は従来型、図９、図１１、図１３と同様に本発明もプ
ラスチックフィルムか和紙を張設する。

【００２１】コンロッドは全て両端にピンやクランクシ
ャフトを通す穴を穿つ。この際、図２に示すように、屈
折コンロッド（２２）は同方向から穴を穿つが、前翼コ
ンロッド（２０）と後翼コンロッド（２１）及び幹コン
ロッド（１９）については、互いに９０°の角度になる
ように両端に穴を穿つ。かくして各クランクの滑らかな
作動が可能になる。

【００２２】図１及び図２に示すように、胴体（１）の
先端にベアリング（２）を固着し、ベアリング（２）の
上部には板バネ（３）を埋め込み固着する。板バネ
（３）には先端近くに縦長楕円の小穴（５）を穿ち、該
小穴（５）とベアリング（２）を貫いて動力シャフト
（４）を設ける。こうすると板バネ（３）の先端は下方
に曲げられて、動力シャフト（４）を押し出すためのテ
ンションを蓄えることになる。

【００２３】動力シャフト（４）には板バネ（３）より
も前方にＬ字型の第一クランク（４ａ）を、ベアリング
（３）よりも後方にコの字型の第二クランク（４ｂ）を
配置する。この二つのクランクは何れも「てこクラン
ク」ではなく、それぞれ前支柱（８）と後支柱（１１）
をガイドとする「スライダークランク」である。

【００２４】板バネ（３）と第一クランク（４ａ）の間
には板バネ（３）の小穴（５）よりやや大きめのビーズ
（６）を装着する。こうすることで動力シャフト（４）
の回転と押し出しを滑らかに行うことができるのであ
る。ベアリング（３）の後面にはストップピン（７）を
埋め込み固着する。その位置については後述する。

【００２５】胴体（１）には先端から順に、前支柱
（８）、天秤アーム軸受（９）、尾翼軸受（１０）、後
支柱（１１）の４対を図１のように固着する。その内、
尾翼軸受（１０）以外の３対はそれぞれ背骨（１２）に
固着して背骨（１２）と背骨（１２）に組み付けた前翼
（１７）及び後翼（１８）を支える。

【００２６】天秤アーム軸受（９）には天秤アーム軸
（１３）を取付け、天秤アーム（１５）をその中心で保
持し、かつ、該天秤アーム（１５）の運動支点とする。
天秤アーム（１５）には出力伝達の中継点として、先端
に天秤アーム前ピン（１５ａ）を、後端には天秤アーム
後ピン（１５ｂ）を装着する。

【００２７】一方、尾翼軸受（１０）には尾翼軸（１
４）を取付けて尾翼スパー（１６ｂ）を保持し、該尾翼
スパー（１６ｂ）の運動支点とする。尾翼スパー（１６
ｂ）の先端には第二クランク（４ｂ）からの出力伝達の
中継点として、尾翼ピン（１６ａ）を装着する。

【００２８】天秤アーム（１５）は前支柱（８）を運動
のガイドとして、又同様に、尾翼スパー（１６ｂ）は後
支柱（１１）を運動のガイドとして上下駆動するため翼
は横ブレせず、正確な上下動を繰り返すことができるの
である。

【００２９】背骨（１２）には先端に１対の前翼クラン
ク（１７ｂ）を、又、中間部に１対の後翼クランク（１
８ｂ）を設けて、図４に示すように、前ヒンジ（１７
ｃ）及び後ヒンジ（１８ｃ）に加工、固定する。前翼ク
ランク（１７ｂ）は薄い翼面膜を張設した前翼スパー
（１７ａ）に、又、後翼クランク（１８ｂ）も薄い翼面
膜を張った後翼スパー（１８ａ）にそれぞれ固定する。

【００３０】勿論、前翼スパー（１７ａ）と後翼スパー
（１８ａ）、及び尾翼スパー（１６ｂ）と尾翼（１６）
は、図１に示すように翼根側よりも翼端側が細い、所
謂、テーパーに仕立てておくことが重要である。こうし
て羽ばたき翼に僅かな弾性を持たせることで推力を大き
くすることができるからである。

【００３１】図３と図４を参照する。巻上げられた動力
ゴムのエネルギーが解放されて、第一クランク（４ａ）
が下死点から上死点へと回転してくるとその力は先ず第
一クランク（４ａ）から天秤アーム前ピン（１５ａ）に
連結された幹コンロッド（１９）に伝達され、天秤アー
ム（１５）を垂直方向に押上げる。するとその力は天秤
アーム前ピン（１５ａ）から前翼クランク（１７ｂ）に
連結された１対の前翼コンロッド（２０）を左右対称に
押上げ、前翼（１７）を左右同時に打上げさせる。

【００３２】他方で、その力は天秤アーム軸（１３）を
支点にして下方へ働き、天秤アーム後ピン（１５ｂ）に
連結された１対の後翼コンロッド（２１）を、同じく左
右対称の形で引下げ、後翼（１８）を左右同時に打下ろ
させる。この動作を繰返すことにより前翼（１７）後翼
（１８）にそれぞれ推力を発生せしめて機体を飛行させ
るのである。

【００３３】翼の左右同時の打ち上げ打下ろしは、従来
例のような左右の翼の羽ばたきタイムラグを解消するだ
けでなく推力も左右均等になり、機体の直進性を確保し
て、より効率的な上昇を可能にするのである。

【００３４】又、前翼（１７）と後翼（１８）の運動が
常に逆になることによって、互いのピッチングエネルギ
ーが相殺され、機体はより一層滑らかに飛行することが
できるのである。

【００３５】一方、第二クランク（４ｂ）が回転する
と、その力は、第二クランク（４ｂ）から、胴体（１）
を回避して尾翼ピン（１６ａ）に連結された屈折コンロ
ッドを介して尾翼スパー（１６ｂ）に伝達され、該尾翼
スパー（１６ｂ）は後支柱（１１）をガイドとして上下
駆動することになる。該上下駆動は尾翼に新しい推力を
発生せしめ、機体を更に力強く飛行させ、屋外でも耐え
られる飛行性能を獲得することになるのである。

【００３６】第一クランク（４ａ）と第二クランク（４
ｂ）は図３に示すように、正面から見て９０°の角度で
構成する。こうすると、尾翼（１６）が上死点、叉は下
死点の何れの位置に来ても、前後両羽ばたき翼は常に、
水平に近いニュートラルな位置、つまり、中間点に来る
ことになり、逆に、尾翼（１６）が図３の時のように、
中間点にある時は、前後両羽ばたき翼は常に上死点か下
死点に来ることになる。

【００３７】則ち、第一クランク（４ａ）と第二クラン
ク（４ｂ）を９０°に構成することによって、尾翼の打
上げ、打下ろしによる効果が、前後羽ばたき翼の一方に
偏って加わることを防ぐことができる。その結果、尾翼
駆動時に発生するピッチングを最小限に抑えつつ推力を
得て、より効率的な飛行を実現するのである。

【００３８】次に図５と図６を参照する。図５は動力ゴ
ム（２３）を時計方向に巻上げた時の状態を示したもの
である。飛行機はこの状態から発航されるのであるが、
図のように動力シャフト（４）は動力ゴム（２３）の張
力によって後方に引きつけられ、板バネ（３）もベアリ
ング（２）に押しつけられてその反発力を溜めている。

【００３９】図６に示すように、一定時間飛行の後、当
然ながら動力ゴム（２３）はエネルギーを失って張力が
弱まる。すると動力シャフト（４）は板バネ（３）の反
発力で、回転しつつ前方へ押出され、第二クランク（４
ｂ）がストップピン（７）に掛かって動力シャフト
（４）の回転は止まることになる。この時点で全翼は停
止し滑空姿勢に移行するが、この時のストップピン
（７）の位置が全翼の角度を必然的に決定することにな
る。

【００４０】ストップピン（７）の取付け位置は、全翼
が停止した時に沈下率が最低になる角度、従って、最も
よく機体が滞空する角度になるように設定すれば良いの
であるが、概ね、その位置は、第二クランク（４ｂ）が
下死点、つまり尾翼（１６）が最もよく打上げられた状
態で、かつ前翼（１７）後翼（１８）が共に水平に近い
状態になる点が最も好ましい。かくして機体は動力ゴム
（２３）のエネルギーが失われた後も直ぐに降下せず、
長く美しい滑空を楽しむことができるのである。

【００４１】尚、板バネ（３）による停止装置を除く、
上述の各駆動装置は動力エネルギーをゴム以外の、例え
ば電動モーター等に替えて、更に滞空性能の向上を図る
ことも可能である。

【００４２】又、図８に示すように、図９や図１１のよ
うな従来の１対羽ばたき翼型の固定尾翼（２７）を、本
発明のように第二クランク（４ｂ）を設けて駆動尾翼型
にし、かつ機首に動力シャフト停止装置を装備して屋外
でも楽しめるものにすることも可能である。

【００４３】

【発明の効果】 以上、この発明の羽ばたき飛行機は、
一本の動力シャフトに二つのスライダークランクを設
け、又、第一クランクと連動する天秤アームを設けるこ
とにより、従来では不可能であった前翼・後翼２対の羽
ばたき駆動を実現し、従来の１対羽ばたき翼機より更に
大きい推力を発生させることを可能にしている。加え
て、２対の羽ばたき翼の交互逆動作によって、ピッチン
グエネルギーを相殺し、より滑らかな飛行性能と上昇能
力の向上を図っている。

【００４４】又、スライダークランクの採用が前翼、後
翼共に左右同時打上げ打下ろしを可能にして羽ばたきタ
イムラグを無くした為、機体は直進し、従来のような旋
回による上昇エネルギーのロスを抑えて上昇能力を向上
させている。

【００４５】一方、第二クランクによる尾翼の上下駆動
は全く新しい推力を発生せしめ、前翼、後翼の推力と相
俟って飛行性能を格段に向上させ、従来は主に室内でし
か楽しめなかった羽ばたき飛行機を屋外飛行にも充分耐
えられるものにしている。

【００４６】更に、板バネによる動力シャフト停止装置
は動力ゴムを使った羽ばたき飛行機の滑空性能を飛躍的
に高め、従来より遥かに長く美しい飛行が楽しめるよう
になる。又そのトンボの如き形状は全く新しいものであ
り、飛ばす人だけでなく見る人にも驚きと感動を与える
ものになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例の羽ばたき飛行機の斜
視図である。

【図２】 この発明の駆動部分の斜視図である。

【図３】 この発明の駆動部分の正面図である。

【図４】 この発明の駆動部分の側面図である。

【図５】 停止機構の作動前を示す斜視図である。

【図６】 停止機構の作動後を示す斜視図である。

【図７】 この発明の一実施例の羽ばたき飛行機の平
面図である。

【図８】 この発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。

【図９】 従来例の１タイプを示す斜視図である。

【図１０】 従来例の１タイプの部分を示す斜視図で
ある。

【図１１】 他の従来例を示す斜視図である。

【図１２】 他の従来例の部分を示す斜視図である。

【図１３】 ２対翼機の従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 胴体 ２ ベアリング ３ 板バネ ４ 動力シャフト ４ａ 第一クランク，４ｂ 第二クランク ５ 小穴 ６ ビーズ ７ ストップピン ８ 前支柱 ９ 天秤アーム軸受 １０ 尾翼軸受 １１ 後支柱 １２ 背骨 １３ 天秤アーム軸 １４ 尾翼軸 １５ 天秤アーム １５ａ 天秤アーム前ピン，１５ｂ 天秤アーム後ピン １６ 尾翼 １６ａ 尾翼ピン，１６ｂ 尾翼スパー １７ 前翼 １７ａ 前翼スパー，１７ｂ 前翼クランク， １７ｃ
前ヒンジ １８ 後翼 １８ａ 後翼スパー，１８ｂ 後翼クランク， １８ｃ
後ヒンジ １９ 幹コンロッド ２０ 前翼コンロッド ２１ 後翼コンロッド ２２ 屈折コンロッド ２３ 動力ゴム ２４ コンロッド ２５ クランク ２６ 羽ばたき翼 ２７ 固定尾翼 ２８ 固定尾翼スパー ２９ 翼クランクピン ３０ ヒンジ ３１ 櫓 ３２ 固定翼

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交互に駆動する前後２対の羽ばたき翼；
   該羽ばたき翼と連動して上下駆動する１枚の尾翼；該尾
   翼と前記２対の羽ばたき翼を滑空時に最適角度に固定す
   る動力シャフト停止装置をその機首に有することを特徴
   とする、羽ばたき飛行機。
2. 【請求項２】 一本の動力シャフト上に二つのクランク
   を設けることを特徴とする請求項１記載の飛行機。
3. 【請求項３】 前記２対の羽ばたき翼を交互に駆動する
   為の出力伝達装置として、天秤アームを設けることを特
   徴とする請求項１記載の飛行機。