JPH0564100U - 空中浮上装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 農薬空中散布や上空写真撮影あるいは遊戯用
に利用可能であるとともに機体方向転換が容易な空中浮
上装置を提供する。 【構成】 操縦席が設けられた本体部と、前記本体部上
方に回転自在に取り付けられ噴射口が設けられた回転翼
部と、を有するとともに前記噴射口から高圧流体発生装
置により発生される高圧流体を噴射させることにより前
記本体部を空中へ浮上させる空中浮上装置において、前
記回転翼部の回転に伴い前記本体部が回転することを抑
止する方向に前記高圧流体を噴射するように構成された
噴射口を本体部に設けることにより、本体部に必然的に
発生するトルクを打ち消すように働くモーメントを生ぜ
しめるとともに機体方向転換を容易にした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、本体部の上方に取り付けられている回転翼部を高圧流体噴射により 回転させて空中浮上を行うとともに農薬空中散布や上空写真撮影あるいは遊戯用 に利用可能な空中浮上装置に関し、さらに詳細には、前記回転翼部の回転方向に 対して同方向に高圧流体を噴射するように構成された噴射口を本体部に設けるこ とにより、該空中浮上装置の本体部に働くトルクを制御するとともに機体方向転 換を容易にし、操作性、機体安定性ひいては搭乗者安全性を向上させた空中浮上 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

空中に浮上し、空中を自由に飛行する空中浮上装置なるものは、従来より各種 機構、構造を有したものが多々知られている。

【０００３】 たとえば、動力を要せず、中空球体内の空気を該球体下部に配設された火炎噴 射装置で加熱するか、または該球体内に水素やヘリウム等を注入することにより 該球体を浮上させ、ひいては前記球体下部に吊着された搭乗部に搭乗することに より空中浮遊が楽しめる気球が知られている。

【０００４】 また、前記の如く水素やヘリウム等が注入された中空楕円体等を、エンジン等 の動力を用いて推進させるように構成した飛行船が知られている。

【０００５】 さらに、動力を要せず、水平方向に延在する固定された二枚の主翼により揚力 を得て、空中飛行を行えるように構成されたグライダーや、前記構成を有したも のにプロペラ駆動装置やジェットエンジン等を搭載して長時間の飛行を可能とし た飛行機（プロペラ機、ジェット機）が知られている。

【０００６】 また、本体上方に取り付けられた回転翼を回転させることにより、浮上すると ともに、操縦席からの操作により機首を前方に傾斜させ、前進飛行等を行うよう に構成されたヘリコプターが知られている。

【０００７】 特に、前記ヘリコプターは、発動機等を搭載しているとともに該発動機により 主軸の回転を行い、ひいては前記主軸に取り付けられている回転翼を回転させる ことにより、空中浮上を行うように構成されていた。

【０００８】 また、前記した気球、飛行船、グライダー、プロペラ機、ジェット機、ヘリコ プターは、それぞれ浮上力を得るために大型化したり、あるいは大型装置を搭載 したりしなければならず、また、大型であるために非経済的であるというような 種々の問題点を有していたが、これらの問題点を克服した空中浮上装置、すなわ ち、本体部の上方に取り付けられている回転翼部を高圧流体噴射により回転させ て空中浮上を行う空中浮上装置（特願平３ー１３３９３４）がある。

【０００９】 前記高圧流体噴射による空中浮上装置は、回転翼部がベアリングを介して本体 部に回転自在に取り付けられた構造を有しているが、この構造においては、高圧 流体を使用しているため、該高圧流体のベアリングへの流入を防止する軸封装置 が通常取り付けられている。

【００１０】 この軸封装置は従来より種々のものが知られているが、たとえばオイルシール 、メカニカルシール、グランドパッキンなど回転部と非回転部が接触して摺動す る接触式のものが好んで用いられている。

【００１１】 これらの接触式の軸封装置においては、潤滑剤を用いても回転翼部と本体部の 間に、すべり摩擦が大小違いはあるにしても必然的に生じ、また、本体部にその すべり摩擦力すなわちトルクが回転翼部の回転方向と同方向に生じるため、本体 部が回転翼部の回転方向と同方向に回転してしまうという現象がおこることは避 けられないものである。

【００１２】 このため、接触式の軸封装置を使用した場合には、該トルクを制御する装置を 本体部に設置することが望まれる。

【００１３】 空中浮上装置において本体部にトルクが発生するという現象は、前記したヘリ コプターにおいても存在する。

【００１４】 この場合は、ヘリコプターのメインローターの回転方向と逆方向に本体部が回 転してしまうが、このトルクを打ち消すためにヘリコプターには機体後尾にテー ルローターが設けられている。

【００１５】 このテールローターは、前記メインローターと同調して回転し、機体に対して ほぼ水平になる回転軸で駆動されているもので、機体回転方向と逆方向に空気を 加速し、推力を生ぜしめて必然的に生じるトルクを打ち消すとともに機体の方向 転換を可能にしている。

【００１６】 また、空中浮上装置における機体回転を制御するものとして、前記したプロペ ラ機やジェット機の垂直尾翼に広く採用されている方向舵がある。

【００１７】 この方向舵は、該方向舵両面の空気流の速さの違いにより生じる、該方向舵両 面にかかる圧力差、を利用して機体にモーメントを生ぜしめることにより機体回 転および機体方向の制御を行うものである。

【００１８】 前記方向舵を有する空中浮上装置において本体部にトルクが発生するという現 象が生じた場合、空中浮上装置の本体部の回転方向と逆方向にモーメントを生じ る方向に方向舵を操舵すればよい。

【００１９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記高圧流体噴射による空中浮上装置に前記トルク制御・機体 方向制御装置を使用した場合、以下に記すような様々な問題点があった。

【００２０】 すなわち、前記テールローターを使用した場合においては、該テールローター を、回転翼部と連動させて回転させたり、該テールローター専用のエンジンを搭 載したりするため、装置が複雑となり、重量化してしまうとともに高価となり、 さらには該重量化のために回転翼部回転による揚力を大きくしなければならず大 型化してしまうという問題点があった。

【００２１】 また、前記方向舵を使用した場合においては、該方向舵を人間の手足で操作す るため、大きいモーメントや強風を受けた場合、大きな操舵力すなわち腕力や脚 力が必要となり、トルク制御・機体方向制御が困難になることが多く、操作性が 悪いとともに機体安定性および搭乗者に対する安全性に欠けるという問題点があ った。

【００２２】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、前記回転翼部の回転方向に 対して同方向に高圧流体を噴射するように構成された噴射口を本体部に設けるこ とにより、前記空中浮上装置の本体部に働くトルクを制御するとともに機体方向 転換を容易にし、操作性、機体安定性ひいては搭乗者安全性を向上させた空中浮 上装置を提供するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

上記課題を達成するため、本考案は、操縦席が設けられた本体部と、前記本体 部上方に回転自在に取り付けられ噴射口が設けられた回転翼部と、を有するとと もに前記噴射口から高圧流体発生装置により発生される高圧流体を噴射させるこ とにより前記本体部を空中へ浮上させる空中浮上装置において、前記回転翼部の 回転に伴い前記本体部が回転することを抑止する方向に本体部から前記高圧流体 を噴射するようにしたことを特徴とする空中浮上装置を提供することにより上記 課題を解決するものである。

【００２４】 また、高圧流体発生装置を本体部に搭載もしくは本体部外に設置し、前記高圧 流体発生装置により発生される高圧流体を分岐させることにより、前記回転翼部 の回転に伴い前記本体部が回転することを抑止する方向に高圧流体を噴射するよ うに構成された噴射口を、本体部に設けたことを特徴とする前記空中浮上装置を 提供することにより上記課題を達成するものである。

【００２５】

【作用】

本考案における空中浮上装置は、本体部に高圧流体噴射口を設けることにより 、本体部に発生するトルクを制御しているので、装置が簡易化され、軽量化され るとともに回転翼部回転による揚力が小さくて済み、小型化することができる。

【００２６】 また、本考案における空中浮上装置は、本体部に設けられた噴射口からの高圧 流体噴射が回転翼部と回転方向と同方向にされるので、本体部には回転翼部の回 転方向と逆方向にモーメントが生じ、さらには該モーメントを高圧流体の噴射量 を調節することにより制御できるので、本体部に生じるトルクを制御することが できる。

【００２７】 また、本考案における空中浮上装置は、本体部に設けられた噴射口からの高圧 流体噴射量を調節することにより、本体部に生じる必然的なトルクと該トルクと 逆方向のモーメントのバランスをとり、またその強度比変更もできるので、機体 の方向を維持・静止させることができるとともに機体の方向を任意の方向に変え ることができる。

【００２８】 さらには、本考案における空中浮上装置は、本体部に設けられた噴射口からの 高圧流体噴射制御に腕力や脚力を必要としないので、本体部が大きいモーメント や強風を受けた場合においても、トルク制御・機体方向制御が容易であり、操作 性が向上し機体安定性および搭乗者に対する安全性も向上する。

【００２９】

【実施例】

以下本考案に係わる空中浮上装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００３０】 図１は本考案に係わる空中浮上装置の一実施例を示す側面図、図２は同実施例 を示す正面図、図３は同実施例の回転翼部を示す要部断面図、図４は同実施例の 軸封装置を示す断面図、図５は本考案に係わる空中浮上装置の他の実施例を示す 側面図である。

【００３１】 本考案における空中浮上装置１０は、図に示すように操縦席が設けられた本体 部３０と、前記本体部３０上方に回転自在に取り付けられ噴射口５２が設けられ た回転翼部５０と、を有するとともに前記噴射口５２から高圧流体発生装置７２ 、７４により発生される高圧流体を噴射させることにより前記本体部３０を空中 へ浮上させる空中浮上装置１０において、前記回転翼部５０の回転方向に対して 同方向に高圧流体を噴射するように構成された噴射口７６を、本体部３０に設け ることにより構成されている。

【００３２】 前記本体部３０は、操縦者が搭乗し操縦を行うための操縦席３１と、軽量且つ 高強度を有したジュラルミン等からなる、回転翼部５０等を支持するための鉛直 上部長手方向に延在する支柱３３と、前記支柱３３上方に装着されたマスト５３ と、前記操縦席３１下方に脚３９を介して取り付けられている着陸用のスキッド ３８と、により構成されている。

【００３３】 また、前記本体部３０には、コンプレッサー７４とその動力源７２とからなる 高圧流体発生装置が搭載されている。

【００３４】 前記動力源７２はガソリンエンジンを有し、その燃焼エネルギーによりコンプ レッサー７４が作動するように構成されている。

【００３５】 また、前記操縦席３１には、前記空中浮上装置１０を前進、並びに左右旋回さ せる操作を行うための操舵レバー３４と、該空中浮上装置１０の上昇、および下 降操作を行うための高度操作レバー３６と、本体部３０の方向維持・変換を行う ためのペダル７８を有している。

【００３６】 図１ないし図２においては、前記ペダル７８は、コンプレッサー７４から連通 するゴムホースなどの耐圧性可撓管Ａに連通するとともに噴射口７６を有してい るジュラルミン製噴射管４１に取り付けられ、踏込をやめたら弾性部材により踏 込前の定位置に戻るように構成されている。

【００３７】 また、前記噴射管４１には、バルブ８２が設けられ、該バルブ８２により高圧 流体の噴射量が調節できるようになっており、該バルブ８２は前記ペダル７８の 踏込量により制御されるように構成されている。

【００３８】 図５においては、前記ペダル７８は、操縦席３１に連結されたペダル取付杆に 取り付けられ、踏込をやめたら弾性部材により踏込前の定位置に戻るように構成 されている。

【００３９】 また、図５においては、コンプレッサー７４から連通するゴムホースなどの耐 圧性可撓管Ａに連通するとともに噴射口７６を有しているジュラルミン製噴射管 ４３が本体部３０上方に設けられており、該噴射口７６からの高圧流体噴射量が 、バルブ４５およびそのバルブ４５の開閉用杆８５を介して前記ペダル７８の踏 込量により調節されるように構成されている。

【００４０】 図１、２、５においては、前記噴射口７６は、回転翼部５０の回転方向と逆方 向のモーメントが本体部３０に生じるような方向に向けられている。

【００４１】 前記可撓管Ａは、コンプレッサー７４に連通するとともに分岐し、高圧流体の 回転翼部５０への供給と噴射管４１、４３への供給が同時に行えるようになって いるため、一組のコンプレッサー７４および動力源７２で空中浮上が行えるよう になっている。

【００４２】 前記マスト５３は、通路５３ａが穿孔されており、さらに該マスト５３先端に はベアリング６７および軸封装置７０を介して多岐管５１が回転自在に取り付け られているとともに、該マスト５３基端には上下に摺動可能な球面軸受６５を介 して操作機構５５が取り付けられている。

【００４３】 前記軸封装置７０は、いわゆるオイルシールであり、前記本体部３０に設けら れたパッキン溝８０に挿入された合成ゴム製弾性パッキン部材８６が、回転翼摺 動部８４に当接する構造を有している。

【００４４】 前記パッキン部材８６は、回転翼部５０の回転がスムースになるように潤滑剤 が塗布されるとともに高圧流体のベアリング６７への流入を防止する働きをする 。

【００４５】 前記多岐管５１には、前記通路５３ａと連通した通路５１ａが穿孔されており 、該通路５１ａ両端には中空円筒状の接続管６１が嵌着されているとともに、中 央部が開口された楕円盤形状の揺動体５７が図１ないし図２に示すように支点Ｐ において揺動自在に取り付けられている。

【００４６】 前記操作機構５５は、球面軸受６５に当接することにより揺動するように構成 された非回転部５５ｂと、該非回転部５５ｂにベアリング６６を介して回転自在 に取り付けられている回転部５５ａにより構成されている。

【００４７】 また、前記揺動体５７両端においては、該揺動体５７を挟装するようにして連 結体５９が設けられているとともに、該連結体５９は、勾配（ピッチ角）が変更 自在となるようにして前記揺動体５７に取り付けられている。

【００４８】 さらに、前記連結体５９先端方向においては、通路５０ｂが連通されていると ともに先端部５０ａに噴射口５２が穿孔されている回転翼部５０が挟着されるよ うに構成されている。

【００４９】 前記の如く回転翼部５０を挟着している連結体５９は、前記操作機構５５と第 三のリンク６３を介して連結されるように構成されているため、前記高度操作レ バー３６を操作することにより該勾配変更が成される。

【００５０】 すなわち、前記高度操作レバー３６は、第二のリンク３７を介して前記操作機 構５５の非回転部５５ｂに連結されているとともに、該リンク機構により操作機 構５５を上下動するように構成されているため、前記高度操作レバー３６を手前 にひくと、該リンク機構により操作機構５５が下方移動し、前記第三のリンク６ ３が連結体５９縁部を牽引することとなり、該連結体５９、ひいては回転翼部５ ０のピッチ角が増大し、揚力が増大することにより、空中浮上装置１０が上昇を 伴う。

【００５１】 さらに、前記高度操作レバー３６を手前に押すと、該リンク機構により操作機 構５５が上方移動し、前記第三のリンク６３が連結体５９縁部を上方に押圧する こととなり、該連結体５９、ひいては回転翼部５０のピッチ角が減少し、揚力が 減少することにより、空中浮上装置１０が下降を伴う。

【００５２】 また、前記操舵レバー３４は、支持部材４６、４７に支持されたフレキシブル ケーブルよりなる第一のリンク３５を介して操作機構５５の非回転部５５ｂに連 結されているとともに、該リンク機構により操作機構５５を左右に傾斜可能なよ うに構成されているため、前記操舵レバー３４を右方に傾けると、前記操作機構 ５５も傾斜され、ひいては回転翼部５０の右方傾斜がなされるため、空中浮上装 置１０が右旋回を伴い、前記操舵レバー３４を左方に傾けると、前記操作機構５ ５も傾斜され、ひいては回転翼部５０の左方傾斜がなされるため、空中浮上装置 １０が左旋回を伴う。

【００５３】 前記可撓管Ａ先端は、前記マスト５３基端に接続され、さらに前記接続管６１ と回転翼部５０基端は、可撓管Ａ同様にゴムホース等からなる可撓管Ｂを介して 連結されており、これにより高圧流体は、可撓管Ａ、通路５３ａ、通路５１ａ、 接続管６１、および通路５０ｂを経由して回転翼部５０の先端部５０ａに穿孔さ れている噴射口５２から噴射されるようになる。

【００５４】 次に、本考案に係わる空中浮上装置１０の使用方法、使用状況について説明す る。

【００５５】 まず、使用場所、たとえば遊戯場に空中浮上装置１０を設置し、搭乗者は操縦 席３１に腰掛け、足をペダル７８に載せて、手を高度操作レバー３６および操舵 レバー３４にかける。

【００５６】 前記の如くして準備が完了したら、高圧流体発生装置の駆動を行い、圧縮空気 を回転翼部５０に供給することにより、該圧縮空気を前記噴射口５２から噴射し 、回転翼部５０を回転させる。

【００５７】 回転翼部５０の回転が安定状態となったら、操縦席３１に着いた操縦者は、高 度操作レバー３６を手前に引き、空中浮上装置１０を浮上させる。

【００５８】 このとき、空中浮上装置１０は、 接触式の軸封装置７０を使用しているため 、潤滑剤を用いても回転翼摺動部８４とマスト５３の間に、すべり摩擦が必然的 に生じ、また、マスト５３にそのすべり摩擦力すなわちトルクが回転翼部５０の 回転方向と同方向に生じるため、本体部３０が回転翼部５０の回転方向と同方向 に回転してしまうという現象がおこり、機体方向が一定しない。

【００５９】 このため、操縦者はペダル７８を踏み込んでバルブ８２、４５を開くことによ り圧縮空気を噴射口７６から噴射させ、本体部３０に必然的に発生する前記トル クと逆方向にモーメントを生ぜしめて本体部３０の回転を止め、機体方向を一定 させる。

【００６０】 機体方向が一定した後においても、ペダル７８の踏込量を調節することにより 機体を任意の方向に向けることができる。

【００６１】 すなわち、ペダル７８の踏込量を調節し噴射口７６からの圧縮空気噴射量を加 減することにより、噴射口７６からの圧縮空気噴射により生じるモーメントが前 記トルクより大きいときは該モーメント方向に機体は方向転換し、その逆の場合 は該トルク方向に機体は方向転換する。

【００６２】 該モーメントと該トルクの大きさが等しくなったとき、本体部３０の回転は停 止し、機体方向が一定することになる。

【００６３】 この機体方向転換においては、ペダル７８の踏込に脚力を必要とせず、自動車 のアクセルペダルと同様な小さい力でペダル７８の踏込量を調節できるので、本 体部に大きいトルクが発生したり本体部が強風を受けた場合においても、トルク 制御・機体方向制御が容易であり、操作性が向上し機体安定性および搭乗者に対 する安全性も向上する。

【００６４】 このようにして空中浮上装置１０が浮上し、機体方向が一定したら、次に操舵 レバー３４を操作することにより空中浮上装置１０を左右に旋回させ、操縦者す なわち遊戯者は空中浮上を楽しむことができる。

【００６５】 なお、本考案に係わる空中浮上装置は上記構成及び方法に限定されるものでは ない。

【００６６】 たとえば、噴射管や噴射口の取付位置は上記位置に限定されるものではなく、 本体部に必然的に生じるトルクを打ち消すモーメントを生じる位置であればよい 。

【００６７】 なお、このとき噴射口の位置が回転軸から離れているほど、同じ高圧流体噴射 量あたりに生じるモーメントが大きいので、回転軸と噴射口の距離は、発生する トルクの大きさなどを考慮して決めることが望ましい。

【００６８】 また、本実施例においては、動力源にガソリンエンジンを使用しているが、ガ ソリンエンジン以外の内燃機関たとえばディーゼル機関、ガス機関などでもよく 、電気式動力源であってもよい。

【００６９】 また、本実施例においては、足の踏込すなわちペダルにより高圧流体噴射量の 調節を行っているが、足の踏込に限定されるものではなく、手による操作レバー などによる調節であってもよい。

【００７０】 また、本実施例においては、高圧流体として圧縮空気を使用しているが、高圧 水を噴射させることによっても空中浮上を行うことができるものである。

【００７１】 また、本実施例においては、高圧流体発生装置を空中浮上装置に搭載している が、該高圧流体発生装置を空中浮上装置外に設置することも可能である。

【００７２】

【考案の効果】

本考案に係わる空中浮上装置は、上記のように構成されているため、以下に記 すような効果を有する。

【００７３】 （１）本考案における空中浮上装置は、本体部に高圧流体噴射口を設けること により、本体部に発生するトルクを制御しているので、装置が簡易化され、軽量 化されるとともに回転翼部回転による揚力が小さくて済み、小型化することがで きるという優れた効果を有する。

【００７４】 （２）本考案における空中浮上装置は、本体部に設けられた噴射口からの高圧 流体噴射が回転翼部の回転方向と同方向にされるので、本体部には回転翼部の回 転方向と逆方向にモーメントが生じ、さらには該モーメントを高圧流体の噴射量 を調節することにより制御できるので、本体部に生じるトルクを制御することが できるという優れた効果を有する。

【００７５】 （３）本考案における空中浮上装置は、本体部に設けられた噴射口からの高圧 流体噴射量を調節することにより、本体部に生じる必然的なトルクと該トルクと 逆方向のモーメントのバランスをとり、またその強度比変更もできるので、機体 の方向を維持・静止させることができるとともに機体の方向を任意の方向に変え ることができるという優れた効果を有する。

【００７６】 （４）本考案における空中浮上装置は、本体部に設けられた噴射口からの高圧 流体噴射制御に腕力や脚力を必要としないので、本体部が大きいモーメントや強 風を受けた場合においても、トルク制御・機体方向制御が容易であり、操作性が 向上し機体安定性および搭乗者に対する安全性も向上するという優れた効果を有 する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる空中浮上装置の一実施例を示す
側面図

【図２】同実施例を示す正面図

【図３】同実施例の回転翼部を示す要部断面図

【図４】同実施例の軸封装置を示す断面図

【図５】本考案に係わる空中浮上装置の他の実施例を示
す側面図

【符号の説明】

Ａ 可撓管 Ｂ 可撓管 １０ 空中浮上装置 ３０ 本体部 ３１ 操縦席 ３３ 支柱 ３４ 操舵レバー ３５ 第一のリンク ３６ 高度操作レバー ３７ 第二のリンク ３８ スキッド ３９ 脚 ４３ 噴射管 ４５ バルブ ４６ 支持部材 ４７ 支持部材 ５０ 回転翼部 ５０ａ 先端部 ５０ｂ 通路 ５１ 多岐管 ５１ａ 通路 ５２ 噴射口 ５３ マスト ５３ａ 通路 ５５ 操作機構 ５５ａ 回転部 ５５ｂ 非回転部 ５７ 揺動体 ５９ 連結体 ６１ 接続管 ６３ 第三のリンク ６５ 球面軸受 ６６ ベアリング ６７ ベアリング ７０ 軸封装置 ７２ 動力源 ７４ コンプレッサー ７６ 噴射口 ７８ ペダル ８０ パッキン溝 ８２ バルブ ８３ 連結杆 ８４ 回転翼摺動部 ８５ 開閉用杆 ８６ パッキン部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 操縦席が設けられた本体部と、前記本体
   部上方に回転自在に取り付けられ噴射口が設けられた回
   転翼部と、を有するとともに前記噴射口から高圧流体発
   生装置により発生される高圧流体を噴射させることによ
   り前記本体部を空中へ浮上させる空中浮上装置におい
   て、前記回転翼部の回転に伴い前記本体部が回転するこ
   とを抑止する方向に本体部から前記高圧流体を噴射する
   ようにしたことを特徴とする空中浮上装置。
2. 【請求項２】 高圧流体発生装置を本体部に搭載もしく
   は本体部外に設置し、前記高圧流体発生装置により発生
   される高圧流体を分岐させることにより、前記回転翼部
   の回転に伴い前記本体部が回転することを抑止する方向
   に高圧流体を噴射するように構成された噴射口を、本体
   部に設けたことを特徴とする請求項１記載の空中浮上装
   置。