JPH0482584A - 遠隔操縦による浮遊玩具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ヘリコプタ−のようにａ−ター角度制御装
置やジャイロなどの複雑な機構を使用することなく、上
昇・下降・水平移動など、前述の機構を使用した場合と
同様の運動能力を持たせた遠隔操縦による浮遊玩具に間
するものである。

（従来の技術） 空中停止を含む浮遊運動の可能な遠隔操縦玩具には、実
機とほとんど同じ機構を持ち、実機同様の運動能力を持
つ１〜２０−ターのラジオコントロールヘリコプタ−や
、４つのモーターとローターを持ち、それぞれの出力調
整を行うことにより３次元運動を可能にした「ジャイロ
ソーサー」　（商品名・・・キーエンス社より発売され
ている）などがある。

従来のラジオコントロールヘリコプタ−は、リンケージ
システム、スワツシュシステムなと、実物のヘリコプタ
−に近い、あるいは同等のコントロール機構を持つため
に、重量増やコストの上昇を避けられなかった。

また、　「ジャイロソーサー」は、機体コントロ／−ル
のために２基の小型精密ジャイロセンサーを必要とし、
やはり重量増やコストの上昇を避けられなかった。

（本発明が解決しようとする１１ 本発明は、従来の遠隔操縦浮遊玩具における複雑な機体
コントロール装置を廃しながらも、同等あるいは近似の
運動性能を持たせ、機体の軽量化、コストの低減をはか
ったものである。

（実施例） 本発明は、使用するモーターの数によって若干機構が異
なるが、まず最初に４モーター使用の例、次に３モータ
ー使用の例の順で実施例の説明を行う。

図１〜図４に従って４モーター使用の場合の実施例を説
明する。

図１は本実施例（本発明の４モーター使用の場合の実施
例を、以下、　「本実施例」と呼ぶ、）の斜視図である
。白抜き矢印の方向を前方とする。

ｒｌＪの紡錘形の部分は本実施例の本体であり、内部に
遠隔操縦受信部及び電池などを収納するものとする（遠
隔操縦受信部及び電池、配線は省略する。遠隔操縦は、
ラジオコントロール、音波コントロール、有線コントロ
ールなどが考えられる。

また、本体の形状は紡錘形に限らない。）。

本体と中央モーター支柱「２」は連結ビン「３」て連結
され、　「２」は本体に対してシーソー状に可動するも
のとする。　「２」の両端には連結ビン「３」を介して
左モーター支柱「４」、右モーター支柱「５」が、支柱
「２」に対してシーソー状に可動するように取り付けら
れているものとする。

支柱「４」、　「５」の両端にはモーター・ローター「
６」、　「７」、　「８」、　「９」　（説明の煩雑さ
を避けるために、モーターとローターの一朝を、以下「
モーター・ローター」と呼ぶ。なお、図中では、ロータ
ーはその回転面のみを破線で表す、）を取り付けるが、
各モーター・ローターの支柱への取り付は方は、各モー
ター・ローターの回転軸の延長が四角錐の稜線を成すよ
うな角度で取り付けるものとする。また、モーター・ロ
ーターｒ６Ｊ「８」は時計回り、モーター・ローター「
７」、「９」は反時計回りにそれぞれ回転したときに浮
力が得られるようなピッチを与えておく。

今後の説明の便宜上、支柱「４」とその両端に取り付け
られているモーター・ローター全体な「左のシーソー」
、支柱「５」とその両端に取り付けられているモーター
・ローター全体を「右のシーソー」、この両者とこれら
を連結する支柱「２」を「中央のシーソー」と呼ぶこと
にする。

今、各モーター・ローターが同じ出力で回転すれば、す
べてのシーソー構造は水平面に対して平行のままつりあ
い、モーター・ローターの回転による浮力が本実施例の
重量を上回れば、本実施例は浮上を閏始する。

図２は、本実施例の各シーソー構造が、浮上中に何らか
の原因によってバランスを崩したとき、どのようにして
復元するかを説明するための概念図を側面図の形で表し
たものである。この概念は右、左、中央の３つのシーソ
ー構造に共通である。

モーター・ローターＡ−Ｂの関係は図１のモーター・ロ
ーター　「６」　　「７」、　「８」　　「９」、「６
」とｒ７Ｊ　　ｒ８Ｊと「９」の間係に相当する。

図２−１は、モーター・ローターＡ−Ｂの出力ａ−ｂが
等しく、従って浮力　ａ′　・ｂ′、左右への力ａ“・
ｂ“も等しくつりあい、安定して浮上している状態を示
すものである（図中の矢印は、ベクトルを表す、）。

図２−１１は、なんらかの理由で各シーソー構造が浮上
中に傾いたときの復元のしかたを説明するものである。

モーター・ローターＡ−Ｂの出力ａ・ｂが等しいままシ
ーソー構造が図面左に傾くと、モーター・ローターＡの
出力ａがそのまま浮力ａとなるか、ａ′に近くなり、モ
ーター・ローター八個の浮力が増す。これに対し、モー
ター・ローターＢの出力すは図面右の方に偏差するため
、出力すによるモーター・ローターＢ側の浮力ｂ′は減
少する。図面右方向の力ｂ＃が増大するため図面左方向
に流されはするが、モーター・ローター八個の浮力がモ
ーター・ローター８例の浮力を上回るため、シーソー構
造の姿勢は水平状態に復元する。

逆方向に傾いたときも、同じ原理で姿勢を復元す　る。

図３は、本実施例を水平移動させるときの各シーソー構
造の動きを説明するための概念図を側面図の形で表した
ものである０図３−１は図２−１同様、安定して浮上し
ている状態を示す０図３−■は、各シーソー構造を図面
左に移動させる方法を説明するためのものである。今、
モーター・ローターＢの出力すを増せば、シーソー構造
は図面左に傾斜するが、その傾斜は、出力すによる浮力
ｂ′がモーター・ローターＡによる浮力ａ′に等しくな
ったところで止まる。このときモーター・ローター８例
の図面右方向への力ｂ″は、モーター・ローターＡＩの
図面左方向への力ａ＃より大きくなる（ａ“の力は、０
かＯに近い。）ので、このシーソー構造は図面左に傾斜
したまま図面左方向に移動する。

図面布に移動させるときは、モーター・ローターＡの出
力を増す。

図４は、図３によって示された各シーソー構造の横方向
への力を組み合わせることにより、本実施例がどのよう
な運動を行うかを説明するための概念図を平面図の形で
表したものである０図４−■は、■以降の図の凡例であ
る。■の矢印は、各ローターの回転方向を示し、■以降
の白抜き矢印は、本実施例の進行方向を示すものである
。また、■以降の斜線部分は、出力を増大するモーター
・ローターを示すものである（各図とも本体は省略しで
ある。また、■以降は、部品番号、各ローターの回転方
向も省略しである。）。

図４−ＩＩは、本実施例を前進・後退させるときの方法
を説明するものである。　「７」、　「８」の出力を増
すことにより、左右のシーソーが前方に傾き、　「７」
、　「８」の下部に後方への力が多く生じ、本実施例は
前進する。　「６」、　ｒ９Ｊの出力を増せば、後退す
る。

図４−Ｉ［Ｉは、本実施例を左右に横滑りさせるときの
方法を説明するものである。　「６」、　「７」の出力
を増すことにより、中央のシーソーが右に傾き、　「６
」、　「７」の下部に左方向への力が多く生じ、本実施
例は右に横滑りする。　「８」、　「９」の出力を増せ
ば、左に横滑りする。

図４−ｒＶは本実施例を旋回させるときの方法を説明す
るものである。　「７」の出力を増すことにより、左の
シーソーが前方に傾き、　「７」の下部に後方への力が
多く生じると共に、他の部分に比べて「７」のローター
回転の反動トルクも増大するので、本実施例は右に回転
しながら前進（右旋回）する、　「８」の出力を増せば
左旋回、　「６ノの出力を増せば後退左旋回、　「９」
の出力を増せば後退左旋回を行う。

図４−Ｖは本実施例を回転させる方法を説明するもので
ある。　「７」、　「９」の出力を増せば、左のシーソ
ーは前方に、右のシーソーは後方に傾き、　「７」の下
部に後向きの、　「９」の下部に前向きの力が多く生じ
、右回転の偶力が発生すると共に「７」、　「９」のロ
ーター回転の反動トルクも増大するので、本実施例は右
に回転する。　「６」「８」の出力を増せば、左に回転
する。

以上のモーター出力をさらに微調整することにより、本
実施例は空中を自在に三次元飛行することができる。

次に３モーター使用の場合の実施例（以下、本実施例と
呼ぶ、）を、図５〜図１０に従って説明する。

図５は本実施例の斜視図、図６は本実施例の二面図（上
が平面図、下が側面図、）である、「１０」の球形の部
分は本実施例の本体であり、内部に遠隔操縦受信部及び
電池などを収納するものとする（遠隔操縦受信部及び電
池、配線は省略する。

また、本体の形状は球形に限らない、）０本体に１３本
のモーター支柱ｒ１１」を等中心角に固定し、その先端
にモーター・ローター「１２」を固定する（ローターは
回転面のみを破線で表現する。各ローターの回転方向は
左と仮定する。）。

図７は、各支柱に各モーターを取り付ける角度を説明す
るための平面図である。−点鎖線はモーターの回転軸と
その延長を示すものであり、これは各ローターが回転す
ることにより発生する気流の方向（−点鎖線上に矢印で
図示、矢印先端が下方、矢印根元が上方である。）と一
致するものである。また、実線の矢印はローターの回転
方向を表すものである。支柱に対するモーターの取り付
は角度は、各ローターからの気流が下に行くほど広がり
、かつ、この実施例に左回転の偶力を与える角度に設定
する。気流が下に行くほど広がる角度に設定する理由は
、図８、図９で説明するように、本実施例が浮上中にな
んらかの理由で傾いたときに姿勢を復元させるため、ま
た、本実施例を水平方向に移動させるためであり、左回
転の偶力を与える角度に設定する理由は、各ローターが
それぞれ左回転していることが本実施例全体に与えてい
る右回転の反動トルクを打ち消すためである。

適当な角度でモーターを取り付けた本実施例は、各モー
ターの出力を等しく増大して行くと、浮上を始める。

図８に従って、本実施例が浮上中に傾いたときの姿勢の
復元の方法について説明する。原理的には４モーターの
場合と同じであり、機体が傾いた方向に位置するモータ
ー・ローターの発生させる気流の垂直方向へのベクトル
が、逆方向に位置するモーター・ローターの発生させる
気流の垂直方向へのベクトルよりも大きくなることによ
り、姿勢の復元を行うものである。図Ｉはバランスがと
れている状態、図■は左側に傾き、左側のローターの気
流による垂直方向へのベクトルが、右側のローターの気
流による垂直方向へのベクトルより大きくなって、姿勢
の復元を開始する状態、図■は図■の逆の状態を表す、
ただし、図中では右側に二つのモーター・ローターが重
複していることと、左右のベクトル図が同一平面上にな
いことから、矢印の長短では確認できない。

図９に従って本実施例を水平方向に移動させる方法を説
明する。これも原理的には４モーターの場合と同じで、
進ませたい方向と逆の場所に位置盲るモーター・ロータ
ーの出力を増大させることにより、機体を進ませたい方
向に傾かせ、進ませたい方向と逆の方向への気流のベク
トルを増大させることにより、進ませたい方向への水平
移動を行わせる。図１はバランスがとれている一状態、
図■は、右側のローターの出力を増大させ、その垂直方
向へのベクトルの大きさを左側のローターの気流による
垂直方向へのベクトルの大きさと一致させ、さらに右側
ローター下部に右方向へのより大きなベクトルを発生さ
せることにより、本実施例を左側へ移動させている状態
、図■は図計の逆の状態を表す、ただし、この間係も、
図８に従フての説明で述べた通り、図中の矢印の長短で
は確認できない。

図１０は、とのモーター・ローターの出力を増大させれ
ばとの方向に水平移動するかを説明するためのものであ
る。それぞれの斜線部のモーター・ローターの出力を増
大させれば白抜き矢印の方向に水平移動する。

それぞれのモーター・ローターの出力を微ｌ！！整する
ことにより、本実施例は上下運動と水平方向３６０°の
運動の組み合わせで、空中を自在に三次元運動できる。

ただし、４モーターの場合と異なり、本実施例では、機
体の回転運動は行わない。

本実施例は、モーターの数を４つ以上に増やしても実施
可能である。

４モーター、３モーターのいずれの実施例も、モーター
の取り付は角度によってローターによる気流の角度を設
定したが、ローター下面に！Ｉ流板を取り付けることに
よっても同様の効果が得られる。

（発明の効果） 本発明は実施例に示すとおりに、複雑な機構を用いるこ
となく構成された浮遊玩具なので、従来のものと違って
、安価に提供できるものである。

また、従来のものと異なる操縦感覚を楽しむこともでき
る。

【図面の簡単な説明】

図１〜図４は本発明の４モーターを使用した実施例を説
明するためのものである。 図１は本実施例の構造を説明するための斜視図である０
図２は本実施例が浮上中にバランスを崩したときの復元
のしかたを説明するための概念図である０図３は本実施
例が水平方向に移動するしくみを説明するための概念図
である。図４は本実施例における各モーター・ローター
の出力調整と本実施例の水平方向の運動の関係を説明す
るための概念図である。 図中の数字が示すものは以下の過りである。 １・・・本体　２・・・中央モーター支柱３・・・連結
ビン（右モーター支柱を連結するビンは図中には表れて
いない、） ４−・左モーター支柱　５・・・右モーター支柱６．７
．８．９・・・モーターおよびローター図５〜図１０は
本発明の３モーターを使用した実施例を説明するための
ものである。 図５は本実施例の構造を説明するための斜視図である。 図６は本実施例の構造を説明するための二面図で、上が
平面図、下が側面図である０図７は、本実施例における
モーターの取り付は方を説明するための平面図である０
図８は本実施例が浮上中にバランスを崩したときの復元
のしかたを説ローターの出力調整と本実施例の水平方向
の運動の関係を説明するための概念図である。 図中の数字が示すものは以下の通りである。 １０・・・本体　１１・・・モーター支柱１２・・・モ
ーターおよびローター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 三つ以上のローターを持ち、各ローターの出力を調整す
   ることにより上昇・下降および水平移動を可能にした遠
   隔操縦浮遊玩具で、ローターの気流を外側に傾けること
   により機体の安定と水平移動の円滑化をはかったもの。