JP2002292153A - 方向合成推力を制御可能な回転する玩具 - Google Patents

方向合成推力を制御可能な回転する玩具

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JP2002292153A
JP2002292153A JP2002064301A JP2002064301A JP2002292153A JP 2002292153 A JP2002292153 A JP 2002292153A JP 2002064301 A JP2002064301 A JP 2002064301A JP 2002064301 A JP2002064301 A JP 2002064301A JP 2002292153 A JP2002292153 A JP 2002292153A
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rotating toy
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/04—Captive toy aircraft
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H27/00—Toy aircraft; Other flying toys
    • A63H27/12—Helicopters ; Flying tops

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用者の視野内で完全に方向制御可
能な回転する飛行玩具を実現する。 【解決手段】 内部部分と回転可能に接続した外部
部分を有するハブ１２を備え、このハブ１２から外部に
向って延設した少なくとも３個の腕１４が外環１６を支
持し、モーター２０で回転されるプロペラ２２が、それ
ぞれの腕１４の上でハブ１２と外環１６の間に設けられ
ており、内側部分には小翼２６を有する複数の脚が設け
られており、プロペラ２２が回転を開始すると、外側部
分を内側部分と反対の方向に回転させる反動トルクを発
生し、制御箱は、回転玩具を使用者の望む方向に転換さ
せるためにモーター２０の動作を決める手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は玩具に関し、特に、
方向合成推力を制御可能な回転する玩具に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ほとんどすべての垂直上昇下降飛行物体
は、空中静止時の安定性を確保するために、ジャイロス
コープによる安定化システムに頼らざるを得ない。例え
ば、先行する米国特許５９７１３２０及びＰＣＴ出願Ｗ
Ｏ９９／１０２３５は、ジャイロスコープ制御の回転翼
機構を有するヘリコプターを開示している。さらに、こ
こに開示されているヘリコプターでは、進路方向制御と
偏揺れ防止のために胴体の枠に一つの偏揺れ制御回転翼
を使っている。しかし、空飛ぶ円盤模型に類する玩具胴
体が自転運動をする場合、これとは異なる性質が現れ
る。第一に、胴体が自転する時は、ジャイロスコープに
よる安定化システムは必要ないであろう。例えば、米国
特許５２９７７５９TILBOR他、同５６３４８３９及び５
６７２０８６DIXON、同５９７１３２０JEYMYN他に見ら
れる。
【０００３】第二に、玩具全体が回転する場合、離れた
場所から発信された方向制御情報が上記玩具に到達し、
円盤の実動作方向として正しく変換される場合でも、上
記玩具は自転しているから基準となる方向を見失ってし
まう。一般的なヘリコプター、航空機などの飛行物体で
は、飛行物体前部先端の方向によって決定される予め予
定された進行方向を有するのが常である。この様な状況
下においては、使用者は通常の遠隔操作車両の様に、ジ
ョイスティック制御器を前方に倒すか、前進ボタンを押
すことによって、上記飛行物体を基準点から前方に進行
させる。
【０００４】しかしながら、飛行物体が空飛ぶ円盤その
他回転する玩具の様に完全に自転する場合、上記玩具は
自転を開始した途端に方向を認識できなくなってしま
い、進行方向制御が不可能になる。例として、米国特許
５４２９５４２BRITT，Jr．同様に同５２９７７５９TIL
BOR他は上昇下降と回転方向に限った動作を指定する回
転模型を開示しているし、米国特許５６３４８３９、同
５６７２０８６DIXONは使用者に正面から向かって来る
か、遠ざかる制御信号を論じている。これらでは、使用
者が上記円盤を特定方向に向かわせる必要があるとき、
使用者は上記飛行物体を左右に動きまわらせることが必
要である。室内の様な閉じた空間では、この様な方向制
御方法による飛行物体の制御は大変困難である。
【０００５】付け加えれば、完全に自転してしまう空飛
ぶ円盤模型では、降着装置を持つことは不可能である。
例えば、米国特許５２９７７５９TILBOR他及び同５６３
４８３９、同５６７２０８６DIXON及び同５４２９５４
２BRITT，Jr．によると、降着装置は持たずに回転飛行
物体底部で直接接地せねばならない。回転可能かつ回転
を停止できる玩具やヘリコプターでは、降着装置を持つ
ことはあって良いが、米国特許５９７１３２０JERMYN他
が開示しているヘリコプターの様に、回転するのはロー
ターだけで、胴体全体は回転しないから降着装置が実現
可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、回転す
る玩具、とりわけ使用者の視野内にあって完全に方向制
御可能な回転する模型への期待があり、このため、回転
する飛行玩具が回転を停止することなく、しかもその非
回転部分に取り付けられた降着装置によって接地するこ
とも望まれている。従って、本発明は、このような期待
に沿い、しかも上記従来の回転玩具に見られるような問
題点のない新規な回転玩具を実現することを目的とする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ハブと、少なくとも３本の腕と、回転装置
と、複数の脚と、基準となる方向を定める装置と、それ
ぞれのモータの速度を制御する装置とを備えた回転玩具
であって、上記ハブは、内側部分と、該内側部分に回転
可能に取り付けられた外側部分とを有し、上記少なくと
も３本の腕は、予め設定された角度で互いに隔設され、
上記ハブの外側部分から放射方向に延びて少なくとも一
つの外環に結合されており、上記回転装置は、上記ハブ
と上記外環の間の位置で上記それぞれの腕に設けられて
おり、それぞれの回転装置はモーターとプロペラを有
し、上記プロペラは、下方へ移動する空気流によって上
昇力を発生し、該プロペラが回転する時、上記モータは
上記ハブ、上記腕、上記回転装置及び上記外環を含む回
転部分に対して反動トルクを発生し、上記複数の脚は、
上記ハブの内側部分から下方に延設され、上記回転玩具
がある面上に位置する時に自立状態となるようにその姿
勢を支えており、それぞれの脚は小翼を突設して有し、
該小翼は、下方に流れる空気流中に突きだして空気の流
れを偏向することによって、ハブの内側部分を外側部分
と反対方向に回転させようとすることによって、内側部
分が非回転である状態おいて、外側部分を回転させ、上
記基準となる方向を定める装置は、上記回転玩具が回転
する時の上記モータの動作に必要な上記回転玩具の基準
となる方向を定めるものであり、上記それぞれのモータ
の速度を制御する手段は、上記玩具が所定の方向に動く
ことができる様に、上記モーターを独立に制御すること
を特徴とする回転玩具を提供する。
【０００８】上記基準となる方向を定める装置は、一対
の赤外線投光器と、赤外線検知器とを備えており、上記
一対の赤外線投光器は、上記回転玩具の上記回転部分の
互いに反対位置である頂部と底部の位置に設けられてお
り、同一の放射方向に沿って外側に赤外線を投光できる
様に設けられており、上記赤外線検知器は、上記回転玩
具から離れたところに置かれ、且つ制御手段と接続され
ており、上記赤外線検知器が上記赤外線ビームを検知す
ると、上記制御手段が上記３つのモーターの動作に必要
な基準となる方向を定める構成であることを特徴とす
る。
【０００９】上記制御手段は、制御箱を有し、該制御箱
は電線で回転装置と接続されており、該電線は上記制御
箱から延びてハブの内側部分に取り付けられていること
を特徴とする。
【００１０】上記電線によって、それぞれのモーターに
離れたところから駆動電圧を供給する手段を有すること
を特徴とする。
【００１１】上記制御箱はさらに、それぞれのモーター
と接続されているマイクロプロセッサーと、上記マイク
ロプロセッサーと接続して、該マイクロプロセッサーか
らそれぞれのモーターへ駆動電圧増減を指示するスロッ
トル制御装置と、上記マイクロプロセッサーと接続する
方向制御器と、を有し、上記方向制御器は、該マイクロ
プロセッサーに指令し、予め設定された正弦波を発生さ
せ、これをそれぞれの駆動電圧に加えて所定の方向に対
応するものとし、これによって、予め設定されたそれぞ
れの正弦波電圧は、上記回転玩具に所定の方向を与える
合成推力を与えることを特徴とする。
【００１２】上記それぞれの正弦波電圧は、予め設定さ
れた位相差を有することを特徴とする。
【００１３】上記それぞれの正弦波電圧は、所定の方向
に応じて決められる初期位相角を有することを特徴とす
る。
【００１４】上記電線と上記ハブとの成す角度が、少な
くとも予め設定された角度になったことを検知する検知
手段を有し、該検知手段は、上記検知によって上記マイ
クロプロセッサーに信号を与え、上記マイクロプロセッ
サーが上記信号を受信して、上記回転玩具の傾きを予め
設定された角度以内にする様に、上記モーターへの正弦
波信号を調整することを特徴とする。
【００１５】上記検知手段は、上部構造と、下部構造
と、導電環とを有し、上記上部構造は、上記ハブの回転
部分に取り付けられており、ばねを保持する外部に向か
って伸びる腕を有し、上記下部構造は、上記電線と接続
し、自在継ぎ手を介して上部構造に取り付けられてお
り、これにより、上記上部構造は回転部分と回転し、上
記下部構造は上記自在継ぎ手の周りに回転するように構
成され、上記導電環は、上記下部構造の周りに設けられ
ており、少なくとも上記ばねと上記下部構造との間で成
す予め定められた角度に、上記電線が回転する時に、上
記導電環は上記ばねと接触して該電線を通じてマイクロ
プロセッサーに信号を送るものであり、これにより、上
記導電環は上記ばねと接触すると、上記マイクロプロセ
ッサーは上記信号を受信し、上記３つのモーターの動作
を決め、上記回転玩具が、上記下部構造が成す角度を予
め定められた角度以下になる方向に動く様に上記モータ
ーの正弦波電圧を調整することを特徴とする。
【００１６】上記回転玩具が中心から外れる方向に移動
する時に、上記マイクロプロセッサーが移動の総量に比
例して上記回転玩具を中心に引き戻す方向に上記モータ
ーを調整することのできる負帰還装置を有することを特
徴とする。
【００１７】上記負帰還装置は、上部構造と、下部構造
と、複数のマグネットと、ホール効果検知器とを備えて
おり、上記上部構造は、上記ハブの回転部分に取り付け
られており、上記下部構造は、上記電線と接続し、自在
継ぎ手を介して上部構造に取り付けられており、これに
より、上記上部構造は回転部分と回転し、上記下部構造
は上記自在継ぎ手の周りに回転するように構成され、上
記複数のマグネットは、上記下部構造の周りに位置し上
記ハブの回転部分に取り付けられ、下部構造の周りのほ
ぼ中心を磁場の強さが零とする様に構成されており、ホ
ール効果検知器は、上記下部構造に取り付けられ、上記
マイクロプロセッサーと接続されており、上記電線が上
記下部構造に対して傾動している場合で、上記ホール効
果検知器が磁場の強さが零の点から移動して信号の位相
が変位の方向を表す時、上記ホール効果検知器が変位の
総量に相当する振幅を有する正弦波信号を発生し、上記
マイクロプロセッサーが上記信号を受信して複数のモー
ターを制御して、上記回転玩具が移動方向を反対の方
向、つまりホール効果検知器を磁気的中性点に向う様に
移動させることを特徴とする。
【００１８】上記電線は、基板で保持されており、該基
板は上記電線を受ける孔を有し、地上に設置されてお
り、上記回転玩具が該基板との間の上記電線の長さによ
って飛行半径が制限されることを特徴とする。
【００１９】上記基準となる方向を定める装置は、赤外
線投光器と、一対の赤外線検知器とを有し、上記赤外線
投光器は、赤外線ビームを投光するもので、上記回転玩
具から離れたところに設けられており、上記一対の赤外
線検知器は、上記回転玩具の回転部分の頂部及び底部上
に、同じ放射方向に沿って設けられ、制御手段と接続さ
れており、上記赤外線ビームを検知すると、上記制御手
段は、上記３つのモータの所定の動作を決めることを特
徴とする。
【００２０】上記回転玩具に固定されたそれぞれのモー
ターに別々に駆動電圧を供給する手段と、上記それぞれ
のモーターと上記駆動電圧を供給する手段と接続するマ
イクロプロセッサーと、を有することを特徴とする。
【００２１】上記マイクロプロセッサーと無線通信可能
な、スロットル制御装置及び方向制御器を有し、上記ス
ロットル制御装置は、それぞれのモーターに等しく供給
されている駆動電圧を別々に増減する様に上記マイクロ
プロセッサーに指令信号を送るものであり、上記方向制
御器は、上記回転玩具が移動すべき度合と方向を示す信
号を上記マイクロプロセッサーに送り、上記マイクロプ
ロセッサーは、該信号を受信して正弦波信号を発生し、
上記それぞれの駆動電圧に加えることができ、上記それ
ぞれの正弦波信号は、予め設定されたずれた角度で互い
に位相差を有するとともに、予め設定された初期位相角
を有し、この結果、上記モーターは上記方向への合成推
力を持ち、それぞれの正弦波信号は上記度合に対応する
振幅を持つことを特徴とする。
【００２２】上記回転玩具が中心位置から外れる方向に
移動する時に、上記マイクロプロセッサーが、上記回転
玩具が中心位置から移動した総量に比例して上記モータ
ーに別々に供給された電力を調整し、これにより上記回
転玩具を上記中心に引き戻すようにする負帰還装置を有
することを特徴とする。
【００２３】上記それぞれのプロペラは、およそ４度の
角度で同様に傾いており、上記回転装置が回転しプロペ
ラが回転すると、上記回転玩具の回転部分を上記プロペ
ラの回転と反対方向への回転させることを特徴とする。
【００２４】上記電線と上記回転装置とを接続する接続
手段は、上記ハブの回転部分に固定された回路基板と、
該回路基板上に設けられた４つの導電環と、上記ハブの
非回転部分上に固定さればねで弾力が付勢されており、
上記制御箱及び上記回路基板と接続する４つの導電ブラ
シと、を有し、上記それぞれの導電ブラシは、上記導電
環の一つに対応し、３つの導電環及びそれらと対応する
ブラシは、それぞれ一つのモーターと独立に接続され、
残りの１つの導電環及びそれと対応するブラシは、他の
導電環及びそれらと対応するブラシの電気的共通帰路と
なることを特徴とする。
【００２５】本発明は上記課題を解決するために、筐体
と、互いに予め設定された角度で上記筐体に隔設された
少なくとも一対のモーターと、それぞれのモーターに駆
動電圧を供給する電源装置と、それぞれのモーターの駆
動電圧を制御するために該モーター及び上記電源装置に
接続されたマイクロプロセッサーと、限定された視野角
で上記筐体上に設けられ、上記マイクロプロセッサーと
接続された検知器と、上記マイクロプロセッサーに、速
度及び方向信号を伝達するとともに、基準となる方向の
信号を伝達するための無線遠隔伝送装置と、を有し、上
記マイクロプロセッサーは、上記速度及び方向信号、並
びに上記基準となる方向の信号を受信すると、これらの
信号で特定される方向と度合に従って上記回転玩具の動
作を決めることを特徴とする回転玩具を提供する。
【００２６】上記マイクロプロセッサーは、上記検知器
から速度及び方向信号を受信すると、正弦波信号を発生
し、これをそれぞれのモーターの駆動電圧に加えるもの
であり、上記正弦波信号は、それぞれ予め設定された位
相差を有することを特徴とする。
【００２７】上記それぞれの正弦波は、所定の方向に合
成推力が得られる様に該所定の方向に基づく初期位相角
を有し、かつ上記所定の方向に動く回転玩具が、増減速
される所定の度合いで調整される振幅を有することを特
徴とする。
【００２８】本発明は上記課題を解決するために、互い
に予め設定された角度で隔設され、回転玩具を回転する
手段に設けられた複数のモーターを支持するハブと、上
記それぞれのモーターに駆動電圧を供給する手段と、非
回転遠隔制御箱に設けられており、基準となる方向から
上記モーターの動作を決める手段と、それぞれの駆動電
圧に、それぞれ予め設定された位相差を有する正弦波電
圧を発生して付加する手段と、上記非回転遠隔制御箱か
らの速度及び方向信号に応答するそれぞれの正弦波の初
期位相角の移動と振幅を制御する手段と、を有し、上記
回転玩具は、上記速度及び方向信号に応答して上記非回
転遠隔制御箱から指示された方向に移動することを特徴
とする回転玩具を提供する。
【００２９】上記それぞれのモーターは、駆動可能に取
り付けられたプロペラを有し、上記プロペラが回転する
時、上記回転玩具が地上を離れることが可能であること
を特徴とする。
【００３０】上記ハブは、内側部分と、該内側部分に回
転可能な外側部分を有する様に構成されており、上記外
側部分は、ほぼ同一平面内で該外側部分から外に向って
延設され、外環を支持する複数の腕を有し、上記それぞ
れの腕は、上記外環と上記外側部分の間にモーターを支
持し、上記内側部分は、回転玩具がある平面上にある
時、上記回転玩具を自立姿勢に支持する下方に延設する
複数の脚を有し、上記それぞれの脚は、外側に突設する
小翼を有し、該小翼は、プロペラが上記回転玩具を地上
から上昇させる際にプロペラにより生じる下方へ流れる
空気を偏向させて、上記外側部分とは反対方向に上記ハ
ブの内側部分を駆動することで、上記外側部分を回転さ
せ上記内側部分を非回転状態とするように作用し、上記
内側部分は、上記モータ及び遠隔制御箱に接続される電
線を、それぞれハブの内側部分と遠隔制御箱に取り付け
て支持することを特徴とする。
【００３１】上記回転玩具が中心位置から離れようとし
ている時に、上記回転玩具が中心位置に引き戻される様
に、回転玩具が中心位置から離れた度合い応じて、上記
モーターを制御する負帰還装置を有することを特徴とす
る。
【００３２】上記制御箱は、上記それぞれのモーターに
駆動電圧を与える手段と、それぞれの正弦波の振幅と初
期位相角を制御する手段を備えていることを特徴とす
る。
【００３３】上記遠隔制御箱に設けられており、基準と
なる方向からの上記モーターの動作を決める手段は、上
記モーターの所定の動作に関する予め設定された位置で
上記回転玩具上に位置する一対の赤外線投光器を有する
とともに、上記遠隔制御箱に設けられた赤外線検知器を
有し、上記赤外線投光器は、赤外線投光器が上記モータ
ーと同時に回転し、赤外線ビームを同一の放射方向に沿
って伝達する様に配置され、上記赤外線検知器は、赤外
線ビームを検知した時に、上記モーターの所定動作を決
めるするように上記遠隔制御箱に設けられていることを
特徴とする。
【００３４】上記外側部分は、ほとんど摩擦のないベア
リングによって上記内側部分に回転可能に取り付けられ
ていることを特徴とする。
【００３５】本発明は、上記課題を解決するために、互
いに予め設定された角度で隔設され、回転飛行物体に回
転及び上昇を与える複数のモーターを有するハブと、上
記それぞれのモーターに別々に電力を供給する手段と、
遠隔非回転制御箱に設けられており、基準となる方向か
らの上記モーターの動作を決める手段と、予め設定され
た角度で互いに位相がずれている位相差を有する正弦波
を発生し、駆動電力に付加する手段と、上記回転飛行物
体が、非回転体を基準として動作できる様に、遠隔非回
転制御箱からの速度と方向入力に応答し、それぞれの正
弦波の振幅を制御するとともに、初期位相角を制御する
手段と、を有し、上記速度及び方向入力に応答して、上
記遠隔非回転制御箱から示された方向に移動することを
特徴とする回転飛行物体を提供する。
【００３６】上記回転飛行物体が中心位置から離れよう
と移動する時に制御手段に信号を送る手段を有し、上記
制御手段は、上記回転飛行物体が中心位置から離れる量
に比例して、上記モーターに供給する駆動電力を別々に
制御し、上記回転飛行物体を中心位置に引き戻すように
機能することを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明に係る方向合成推力を制御
可能な回転する玩具の実施の形態を実施例に基づいて図
面を参照して説明する。
【００３８】本発明は多くの形式として実現できるもの
で、以下に示すものは望ましい実施例の図面と記述であ
る。しかし、本開示は本発明による原理の一つの実現の
例であり、本発明の主旨や思想は、ここに図示された実
施例のみによる請求範囲、発明要旨のみに限定されるも
のではないことを理解されたい。
【００３９】最初に図１を参照する。図１には、本発明
による実施例である空飛ぶ円盤１０が示されている。円
盤１０は少なくとも３本の腕１４を支持するハブ１２を
含んでいる。腕１４はハブ１２から外に向かって決めら
れた長さだけ同一平面上に延設している。腕１４は外環
１６に結合しそれを支持している。外環１６は、望まし
くは柔軟な発泡体で作られるべきで、複数のプロペラを
保護し、壁などの外部の対象物と衝突した場合の緩衝器
となる。外環１６は同時にジャイロスコープ効果の増加
による安定性向上のため、回転中心から離れて存在する
付加重量となる。
【００４０】それぞれの腕１４の上、ハブ１２と外環１
６のほぼ中点付近に腕１４の内部に収容される各種電線
によって供給される制御手段（詳細は以下に記述され
る。）に接続されているモーター２０を含む回転装置１
８が配設されている。プロペラ２２は、およそ４度傾い
てそれぞれのモーターに組み合わされている。この構造
によれば、回転装置１８が動作する時に、回転するプロ
ペラ２２は回転方向と反対の回転力を円盤１０全体に与
える。
【００４１】さらにモーター２０は円盤１０全体がおよ
そ３００ｒｐｍの高速で回転できる程度にプロペラ２２
を回転させる。３個のモーター２０は上から見て同一方
向に回転するから、発生する反動トルクは円盤１０がモ
ーター２０とは反対方向に回転することを補助すること
が可能である。空気動力学的抵抗が充分小さくてモータ
ートルクが円盤１０に充分な回転を与えられるのであれ
ば、プロペラの傾きは必要ないであろう。
【００４２】以下に詳細な説明を行う。制御箱３０は円
盤１０の飛行方向を制御する。電線３２は制御箱３０を
ハブ１２を通じて回転装置１８に接続し、電線３２を通
じて使用者が円盤１０の方向と上昇力を制御することが
できる。さらに、モーター２０に電力を供給する目的に
対して、円盤１０の重量低減のため、円盤１０に電源を
設けるよりも、壁プラグが使用されるであろう。壁プラ
グ３３は制御箱３０と通常の壁に設けられた出力コネク
ターを繋ぐ役目をする。
【００４３】電線３２は赤外線投光器５０、５２及びモ
ーター２０に電力を供給する。電線３２はさらにハブ１
２の内部構造３４（内部部分）に接続されている（図２
参照）。内部構造３４は、外部構造３６（外部部分）に
ほとんど機械的摩擦力の発生しないベアリング３８を介
して取り付けられている。動作に当たっては、外部構造
３６は腕１４、回転装置１８、外環１６と同時に回転す
る。さらに、内部構造３４は電線３２と接続されて、非
回転部分を構成する。
【００４４】モーター２０は円盤１０上に設けられたガ
ス駆動その他の駆動手段であっても良い。例えば、モー
ター２０は、円盤の回転方向を変えるために制御、変化
される可変角ノズルを有するようなものでも良い。この
様な態様は、空中飛行、宇宙飛行に拡張することが可能
である。付け加えれば、ここに示す実施例は、ヘリコプ
ターなどの縮尺模型や、実物大回転飛行体としての実現
も可能である。
【００４５】引き続き図１を参照する。ハブ１２は円盤
１０の非回転部分あるいは内部構造３４から下方かつ外
側に延びる少なくとも３個の脚２４を含んでいる。脚２
４は円盤１０が地上あるいは平面上で飛行前に停止また
は着地している場合に、円盤１０を支持している。脚２
４それぞれは、ほぼ４５度の傾斜角度を持ち、脚２４の
長手方向に沿って外側に、且つ３個のプロペラ２２から
の空気流内に延びるように突設した小翼２６を有してい
る。空気流が小翼２６によって偏向される時、これらの
小翼２６による力が発生し、円盤１０の回転と反対方向
の回転力を円盤１０の非回転部分に与える。小翼２６の
角度は、円盤１０の回転部分と非回転部分の間に発生す
る摩擦力によって与えられる回転力を打ち消す様に定め
られる。
【００４６】電線３２は非回転部分に接続されているの
であるから、方向と上昇力に関する情報は、電力と同様
非回転部分から回転部分、特に回転装置１８に伝えられ
なければならない。図２及び図３を参照すれば、一つの
実施例として、４個の導電環（図３の４２ａ、４２ｂ、
４２ｃ、４２ｄ、全体としては４２で表されている）を
有する小回路基板４０がハブ１２の外部構造３６に取り
付けられている。これらの導電環には内部構造３４の上
面に取り付けられ、位置的に対応してバネの圧力によっ
て負荷をかけたカーボンブラシ（４４ａ、４４ｂ、４４
ｃ、４４ｄ、全体では４４で示されている）が接触して
いる。
【００４７】中央の導電環４２ａは他のカーボンブラシ
４４ｂ、４４ｃ、４４ｄとそれぞれ対応して接触してい
る導電環４２ｂ、４２ｃ、４２ｄで作る回路の共通の電
気的帰路である。３個の導電環４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ
はそれぞれ独立に回転装置１８内のモーター２０（Ｍ
１、Ｍ２、Ｍ３で示される。）と対応している。制御箱
３０から回転装置１８へ制御パルスを伝える方法はこれ
以外にもあり得ることに注意する必要がある。
【００４８】さらに制御箱３０には複数のジョイスティ
ックあるいはボタンがあり、回路基板４０を通じて回転
装置１８へ上昇力制御と方向制御を行う。図示の様に、
制御箱３０は上昇力制御ジョイスティック４６と旋回式
あるいは方向制御ジョイスティック４８が設けられてい
る。
【００４９】これに加えて、ブラシ４４と対応する導電
環４２を通して供給された電力は赤外線投光器５０、５
２と、円盤１０に様々な光の効果を付加するための照明
装置や複数のＬＥＤにも使われる。
【００５０】これまで述べてきた様に、円盤１０が回転
を始めると、この円盤１０自身が参照すべき基準となる
方向や動作を認識する方法がなくなってしまう。円盤１
０に使用者との位置関係を与えるために、円盤１０の放
射状の同一軸上に第１及び第２の赤外線投光器５０、５
２が搭載されている（図２に示されている。）。第１の
赤外線投光器５０は低い位置、モーター２０の一つの下
部に下向きにおよそ４０度の角度で傾けて取り付けら
れ、第２の赤外線投光器５２はハブ頂部に上向きにおよ
そ２０度の角度で傾けて搭載されている。赤外線投光器
５０、５２は、同一放射方向で異なる俯角に赤外線ビー
ムを投光し、制御箱３０の上下、それぞれ円盤１０のお
よそ１０倍の範囲を覆う様に設けられている。
【００５１】赤外線投光器は図３に示されている発振器
４９の様な回路で電気回路的に変調を受ける。これは、
他の機器からの赤外線を含む周囲の光による妨害を防ぐ
ためである。この方法は、複数の円盤１０それぞれに対
して異なる周波数を割り当てれば、複数の円盤１０は、
同一空間を同時に飛行することを可能にする。
【００５２】図４を参照すると、ここには上から見た円
盤１０の４分割線で区切られた姿が示されていて、４分
割領域それぞれにはＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が付けられ
ている。Ｑ１は、制御箱３０と赤外線投光器５０、５２
が向き合って一直線上にある時、円盤１０を上から見
て、左後方部分となる。続いて、Ｑ２は左前方、Ｑ３は
右前方、Ｑ４は右後方を示している。赤外線ビームを赤
外線検知器５４で受けた時、制御箱３０中のマイクロプ
ロセッサー（図示されていない）は、制御箱３０を使用
している使用者の視野から望むいかなる方向へも円盤１
０が移動または飛ぶことが可能な様に、モーター２０へ
分配された電力の同期状態と、回転装置１８の方向付け
又は円盤１０の回転位置を決定することができる。
【００５３】この様にして、単に回転玩具を使用者の前
後に動作させるだけでなく、使用者が円盤１０をそれ自
身で方向付けし、使用者の左右前後自由に動作すること
を可能にする。円盤１０はおよそ３００ｒｐｍで回転し
ているから、赤外線検知器５４は１／５秒に一回信号を
受け、上記方向付け動作を定常的に可能とする。
【００５４】上記の様に、複数のモーター２０のそれぞ
れＭ１、Ｍ２、Ｍ３は以下の様に定められる。すなわ
ち、Ｍ１は下部に赤外線投光器５０を取り付けたモータ
ーで、反時計方向に回転し、Ｍ２、Ｍ３も同様反時計方
向に回転する。さらに、望ましい実施例は３個のモータ
ー２０を有するから、放射方向の相対角度は１２０度で
ある。同様、より多くの回転装置が存在する場合、相互
の配置の相対角度は回転装置の数を３６０度で割った角
度となる。
【００５５】本発明は、さらに複数のモーター２０に分
配される電力のより滑らかな制御を行う機能を有する。
従来の飛行或いは回転玩具においては、それぞれのモー
ターに供給される電力を制御するために、電気機械的変
換機が使用されるのに対して、本発明では、それぞれの
モーターに対して前述の角度差に応じた位相差を有する
正弦波電圧を発生する。そして、この正弦波は、それぞ
れの正弦波の一周期を形成するために、複数のサンプル
を利用して構成される。
【００５６】これは、従来の機械的変換器では、電力を
制御するために分割片を使用しているが、それぞれの分
割片は一つのサンプルに対応する。本発明の望ましい実
施例においては、正弦波はおよそ３２のサンプルから作
られているが、このような３２の分割片を有する従来の
電気機械変換機を作り出すことはきわめて困難なことで
あろう。この様にして、本発明は回転玩具になめらかな
循環式制御を実現することができる。
【００５７】操作中、円盤１０を制御している使用者は
上昇力制御ジョイスティック４６と方向制御ジョイステ
ィック４８を使用することになる。まず、円盤１０が地
上に静止している時、使用者は上昇力制御ジョイスティ
ック４６をマイクロプロセッサーがそれぞれのモーター
２０に駆動電圧を供給開始し増加する様に操作を始め
る。上昇力制御ジョイスティック４６は、それぞれのモ
ーター２０に与える駆動電圧を円盤１０が一方へ傾くこ
となく水平を保って上昇下降するために等しく制御する
様に、マイクロプロセッサーへ信号を与える。
【００５８】上昇力制御ジョイスティック４６を使用者
が前方に倒すときマイクロプロセッサーに電圧増加を指
示し、円盤１０が上昇する様にマイクロプロセッサーは
モーター２０への供給電圧を増加させる。反対に、上昇
力制御ジョイスティック４６を使用者が手前に引くこと
によって、マイクロプロセッサーはモーター２０への供
給電圧を低下させて、円盤１０を下降させる。
【００５９】本発明による他の利点は、マイクロプロセ
ッサーは、使用者が移動するジョイスティックの傾きを
検知することである。例えば、ジョイスティックをわず
かに前方へ傾ければ供給電圧はわずかに増加し、上昇力
制御ジョイスティック４６を前方に一杯倒すと、供給電
圧は急速に増加し、円盤１０は急速に動作する。この様
に、供給電圧はジョイスティックの傾きに比例して可変
することができる。この現象は、他のジョイスティック
のいかなる方向への操作でも同様である。
【００６０】使用者が円盤１０を特定の方向に向かわせ
ようとする時、使用者は方向制御ジョイスティック４８
を使用すればよい。方向制御ジョイスティック４８から
信号を受け取ったマイクロプロセッサーはそれぞれのモ
ーターＭ１、Ｍ２、Ｍ３へ正弦波電圧を供給する。この
正弦波電圧は、正負のピーク電圧に応じてモーターへの
供給電圧を増加減少させるために加えられる。この正弦
波は予め設定された角度の位相差をもっていることに注
意する必要がある。この様にしてそれぞれの正弦波の初
期位相角を動かすことによって、上記玩具を特定の方向
へ動かすようにモーターを制御することができる。
【００６１】こうして、マイクロプロセッサーは、時々
刻々方向制御ジョイスティック４８によって決められる
方向と程度に応じて円盤１０に方向制御を与えるための
対応する駆動電圧をモーターに与えるために、それぞれ
独立の正弦波に正しい位相と振幅を与える。使用者は正
弦波の振幅と位相を調整することによって、上昇力制御
の例で述べたと同様、円盤１０の動作方向を決めること
のできる調整を行うことができる。
【００６２】円盤１０への方向制御入力を参照してみ
る。図５（ａ）から図６（ｂ）はマイクロプロセッサー
によって発生された、円盤１０の３６０度一回転の間に
モーターＭ１、Ｍ２、Ｍ３に与えられる正弦波を示して
いる。図５（ａ）には、０度の時、すなわち赤外線投光
器５０、５２が赤外線検知器５４と向き合っている時、
モーターＭ１は０度に正のピーク、１８０度に負のピー
クを持つ正弦波を受け取っていることが示されている。
同様にモーターＭ２はモーターＭ１から１２０度ずれた
位相の正弦波を受け取っている。モーターＭ３はさらに
モーターＭ２から１２０度ずれた位相の正弦波を受け取
っていることが示されている。駆動電圧に付加された３
正弦波はＱ１、Ｑ４にあるプロペラ２２の回転をＱ２、
Ｑ３にある時より早く回転させる結果、円盤を前進させ
る。
【００６３】図５（ｂ）から図６（ｂ）にはモーターＭ
１、Ｍ２、Ｍ３に供給される正弦波と、方向制御ジョイ
スティック４８の方向に基づいて相互にどの様に同期が
行われるかが示されている。図５（ｂ）では、Ｑ２、Ｑ
３における合成推力がＱ１、Ｑ４におけるそれより大き
い場合、円盤は使用者に向かって後退することが示され
ている。図６（ａ）では、Ｑ３、Ｑ４の合成推力がＱ
１、Ｑ２より大きい場合、円盤１０が左方向へ動くこと
が示されている。図６（ｂ）では、Ｑ１、Ｑ２の合成推
力がＱ３、Ｑ４のそれより大きい場合、円盤１０が右方
向へ動くことが示されている。
【００６４】また、図５（ａ）から図６（ｂ）には赤外
線検知器５４で受け取った赤外線信号が示されている。
円盤１０は室内で操作されることが多いから、赤外線ビ
ームは多くの対象物に反射される。赤外線信号も赤外線
投光器５０、５２と赤外線検知器５４が対向する時にピ
ークを持つ正弦波形をしていて、反射によって主ピーク
より小さいピークが発現するであろう。マクロプロセッ
サーは、主ピークが必要な場合に、振幅に重み付けする
ことによってこれらの擬似ピークを無視または低減する
必要がある。さらに、振幅変化の受信時間から得られる
重み付けによって予期される主ピークが追跡されなけれ
ばならない。
【００６５】図７から図８（ｂ）を参照すると、本発明
の別の側面が示されている。円盤１０は練習モードを有
していて、このモードでは中心位置のほぼ上方に止まっ
て飛行させることができる。図７に示される様に、円盤
１０は地上に置かれた基板５８と電線３２を介して繋が
れている。基板５８は円盤１０の飛行高度に、基板５８
から伸びた電線３２の長さで決定される球面上の飛行経
路をとる様な制限を与える。円盤１０を基板５８の中心
付近の上空に止まらせるために、電線３２は円盤１０の
非回転部分に復元装置６０を介して接続している。
【００６６】一旦復元装置６０が電線３２と円盤１０の
非回転部分との成す角度が予め定められた一定の角度を
越えたことを検知すると、復元装置６０は電線３２を通
して円盤１０が中心位置から遠く離れすぎていることを
マイクロプロセッサーに伝達する。マイクロプロセッサ
ーがこの信号を受信すると、モーター２０に対して円盤
１０を中心位置に戻す様な信号を発する。
【００６７】もっと特徴的なことは、復元装置６０は円
盤１０の回転部分に支持された軸６３に取り付けられた
上部構造６２を含んでいる。上部構造６２は、ばね６６
を取り付ける外部に伸びた腕６４を有する。電線３２は
下部構造６８に接続している。下部構造６８は、下部構
造６８を回転させずに、上部構造６２を自由に回転させ
る自在継ぎ手７０を介して、上部構造６２と接続してい
る。下部構造６８はさらに一つの導電環７２を有する。
円盤１０が中心位置から離れる方向に動く時、電線３２
は、下部構造６８を上部構造６２とある角度を成す様に
動かす。
【００６８】この時、予め定められた一定の角度におい
ては、ばね６６は導電環７２に接触する。この接触によ
って信号が発せられ電線３２を通じてマイクロプロセッ
サーに伝達される。ばね６６が導電環７２に接触した時
間は、円盤１０が移動してきた方向を計算するために回
転サイクルと比較される。マイクロプロセッサーは円盤
１０に基板の上の中心位置に戻る様に修整信号（上述し
た様に、それぞれのモーターに正弦波形で与えられ
る。）を発する。電線７４は下部構造６８から延びてマ
イクロプロセッサーの信号を回路基板４０（図示されて
いない）に伝える役目を持つ。
【００６９】その他の連続量的またはアナログ的負帰還
検知方法、例えば回転する磁場とホール効果検知器、或
いは電線の変位の大きさと方向を検知する機械歪検知器
などが使用できるであろう。図９（ａ）、（ｂ）におい
て、下部構造６８に一つのホール効果検知器８０が取り
付けられ、上部構造６２にはお互いに反対に着磁された
磁石が取り付けられている。２個の磁石８２は両方の中
間位置では磁界の強さが零になる様に配置されている。
【００７０】ホール効果検知器８０が磁石８２の一方に
向かって移動する時、磁界の強さは磁石に接近する側で
は強く、遠ざかる側では弱くなる。ホール効果検知器８
０は正弦波を発生してマイクロプロセッサーに送る。こ
れによる信号の振幅は変位の量として認知され、位相は
変位の方位として認知される。マイクロプロセッサーは
信号を受けてモーターに対して正弦波制御信号を送り、
上述の様に円盤を中心位置または磁界の強さ零の点に引
き戻す。
【００７１】方向を指示できる信号のその他の態様、例
えば可視光線、電波、磁気、音波などが使用できること
に注目すべきである。さらに、投光器が制御箱にあり、
受信機が空飛ぶ円盤側といった反対の配置も可能であ
る。この様な反対の配置の場合、制御情報は指示信号で
伝達され、回転玩具上に駆動電源が存在すれば、模型は
自由飛行が可能で、無線制御が可能になる。
【００７２】これまでに述べてきた回転する玩具の進行
方向制御手段は、他の回転する玩具にも応用可能であ
る。一例として、図１０に回転玩具ロボット１００を示
す。ロボット１００は部品を収納する中心体部分１０１
を有する。ロボット１００は、頂部に一つの赤外線検知
器１０２を有し、制御箱１０６にある赤外線投光器１０
４からの信号を受けられる様に定められている。赤外線
ビームの方向は、検知器１０２の制限された視角内に限
定されて投光される。ロボット１００はさらに車輪１１
０を駆動する２個のモーター１０８を有し、車輪１１０
が回転すればロボット１００は予め定められた方向に回
転移動を行う。
【００７３】ロボット１００は電源或いは電池１１２を
有する。赤外線投光器１０４は制御箱１０６からの方向
指示入力に対応した方向指示信号を発する。ロボット１
００はこの信号を受信して、内部のマイクロプロセッサ
ー１１４は符号化し、互いに１８０度位相の異なる循環
信号を作り出す。１８０度というのは、モーター１０８
が２個存在するから、３６０度を２で割った角度であ
る。これらの二つの正弦波は２個のモーターの駆動電圧
に加えられて、これまでに述べてきたと同様に、ロボッ
ト１００が制御箱１０６からのパルス信号に対応して動
作する様な制御を行う。
【００７４】以上実施例に示される本発明の構成を要約
すれば次の通りである。本発明によれば、物理的摩擦力
がほとんどないベアリングで内側部分に結合された回転
可能な外側部分によって決定されるハブを有する回転玩
具が実現される。上記ハブの外側部分から外方に向かっ
て少なくとも３本の腕が定められた角度でお互いに隔て
られて存在する。この３本の腕の先端には外周を構成す
る大きい環（以後、「外環」という。）が結合される。
それぞれの腕にはハブと外環との中間に回転装置が設け
られ、この回転装置はモーターとプロペラを有する。動
作時には、複数のプロペラは回転によって空気の移動を
起こし上昇作用をもたらし、その回転の反力によってハ
ブの外側部分、複数の腕、複数のモーター及び外環を回
転させる。
【００７５】加えて、上記回転玩具が接地している時に
この回転玩具を保持するための複数の脚がハブの内側部
分から下方へ延設されている。各脚には、ハブの外側部
分の回転に対してハブの内側部分が反対方向に回転する
ように働く、ある幅を有する小翼が延設されている。こ
の結果、実質的にハブの内側部分の回転停止をもたら
す。さらに、上記回転玩具は、取り付けられた複数のモ
ーターに対して上記回転玩具の回転時に基準となる方向
を定める手段と、上記回転玩具に特定の方向へ移動する
ための上記モーターの回転数を制御する手段を有する。
上記回転玩具は、非回転部分に制御装置を接続するため
の電線を有する。
【００７６】上記回転玩具はそれぞれのモーターに電線
を通じて離れたところから駆動電圧を供給する手段を有
する。上記駆動電圧は、制御箱に内蔵されている一つの
スロットル制御装置を通して制御され、それぞれのモー
ターに取り付けられたプロペラが同一比率で回転できる
様に、駆動電圧の総計または駆動電圧振幅はそれぞれの
モーターに一様に供給される。これは、上記回転玩具が
一方に傾いてしまうことなく、一定の水平面を保って上
下に移動できることを保証するためである。
【００７７】上記制御箱内には周期的な繰り返し制御装
置あるいは方向制御装置が設けられていて、上記回転玩
具の前後左右移動を制御する。それぞれのモーターに独
立に予め設定された正弦波形駆動電圧を加えることで発
生する合成推進力が上記回転玩具の進路を決定する。付
け加えれば、方向制御情報に対応して制御された正弦波
電圧振幅が使用者の要求する方向への移動をもたらすこ
とができる。
【００７８】本発明を別の角度から見ると、上記電線は
上記回転玩具が中心位置から遠ざかっているかどうかを
決める負帰還システムを構成している。負帰還システム
は、上記回転玩具が中心位置に戻ってくる様に振幅と初
期位相角を調整するマイクロプロセッサーに信号を供給
する。
【００７９】本発明をさらに別の角度から見れば、無線
制御装置を利用する地上で使用する玩具など、他の回転
する玩具に対しても振幅制御と初期位相角制御は有効で
ある。
【００８０】上述の様に、本発明の主旨によれば、多数
の応用例の実現が可能である。ここに開示された例は一
部の例に過ぎず、本発明の主旨を限定するものではない
ことは明らかであろう。これらの応用例は、本発明の主
旨に沿って以下に添付する請求の範囲によって包含され
る。
【００８１】
【発明の効果】本発明は上記のような構成であるから、
使用者が視野内にあって完全に方向制御可能であり、し
かもその非回転部分に取り付けられた降着装置によって
接地することのできる回転する飛行玩具が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施例に基づく飛行
可能な回転玩具の斜視図である。
【図２】図２は図１の断面図であり、回転玩具の非回転
部分と回転部分の結合構造、及び赤外線投光器を示して
いる。
【図３】図３は、３個のモーターと制御箱との接続を示
す構成図である。
【図４】図４は、図１から導かれた円盤の平面図で、赤
外線投光器と赤外線検知器が直線上に配置されている場
合における３個のモーター及び回転玩具の４分割円と制
御箱との関係を示している。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、制御箱に設けられた旋
回または方向制御ジョイスティックによって指示される
方向へ玩具を導くためにマイクロプロセッサーによって
作り出される正弦波である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、制御箱に設けられた旋
回または方向制御ジョイスティックによって指示される
方向へ玩具を導くためにマイクロプロセッサーによって
作り出される正弦波である。
【図７】図７は、復元装置と基板を含む回転玩具の側面
図ある。
【図８】図８（ａ）は、図７から導かれた円盤の側面図
で、回転玩具が基板上の中心位置から動いた場合を示し
ている。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した様に回転玩
具が中心位置を離れてしまった場合の復元装置の拡大図
である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、負帰還情報を作り出す
ための１対の磁石とホール効果検知器を有する回転玩具
の他の実施例である。
【図１０】図１０は前述の赤外線制御装置を採用した地
上動作する回転玩具の他の実施例の側面図である。
【符号の説明】
１０ 円盤 １２ ハブ １４ 腕 １６ 外環 １８ 回転装置 ２０（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３） モーター ２２ プロペラ ３０ 制御箱 ３２ 電線 ３３ 壁プラグ ３４ 内部構造 ３６ 外部構造 ３８ ベアリング ２４ 脚 ２６ 小翼 ４２ 導電環 ４０ 小回路基板 ４４ カーボンブラシ ４６ 上昇力制御ジョイスティック ４８ 方向制御ジョイスティック ４９ 発振器 ５０、５２ 赤外線放射器 ５４ 赤外線検知器 ５８ 基板 ６０ 復元装置 ６２ 上部構造 ６３ 軸 ６４ 腕 ６６ ばね ６８ 下部構造 ７０ 自在継ぎ手 ７２ 導電環 ７４ 電線 ８０ ホール効果検知器 ８２ 磁石 １００ 回転玩具ロボット １０１ 中心体部分 １０２ 赤外線検知器 １０４ 赤外線投光器 １０６ 制御箱 １０８ モーター １１２ 電池 １１０ 車輪 １１４ マイクロプロセッサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C150 DA17 DA18 DJ08 DK02 DK07 DK17 EB01 ED02 ED11 ED42 ED65 EF16 EG03 FA02 FA11

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハブと、少なくとも３本の腕と、回転
    装置と、複数の脚と、基準となる方向を定める装置と、
    それぞれのモータの速度を制御する装置とを備えた回転
    玩具であって、 上記ハブは、内側部分と、該内側部分に回転可能に取り
    付けられた外側部分とを有し、 上記少なくとも３本の腕は、予め設定された角度で互い
    に隔設され、上記ハブの外側部分から放射方向に延びて
    少なくとも一つの外環に結合されており、 上記回転装置は、上記ハブと上記外環の間の位置で上記
    それぞれの腕に設けられており、それぞれの回転装置は
    モーターとプロペラを有し、上記プロペラは、下方へ移
    動する空気流によって上昇力を発生し、該プロペラが回
    転する時、上記モータは上記ハブ、上記腕、上記回転装
    置及び上記外環を含む回転部分に対して反動トルクを発
    生し、 上記複数の脚は、上記ハブの内側部分から下方に延設さ
    れ、上記回転玩具がある面上に位置する時に自立状態と
    なるようにその姿勢を支えており、それぞれの脚は小翼
    を突設して有し、該小翼は、下方に流れる空気流中に突
    きだして空気の流れを偏向することによって、ハブの内
    側部分を外側部分と反対方向に回転させようとすること
    によって、内側部分が非回転である状態おいて、外側部
    分を回転させ、 上記基準となる方向を定める装置は、上記回転玩具が回
    転する時の上記モータの動作に必要な上記回転玩具の基
    準となる方向を定めるものであり、 上記それぞれのモータの速度を制御する手段は、上記玩
    具が所定の方向に動くことができる様に、上記モーター
    を独立に制御することを特徴とする回転玩具。
  2. 【請求項２】 上記基準となる方向を定める装置は、
    一対の赤外線投光器と、赤外線検知器とを備えており、 上記一対の赤外線投光器は、上記回転玩具の上記回転部
    分の互いに反対位置である頂部と底部の位置に設けられ
    ており、同一の放射方向に沿って外側に赤外線を投光で
    きる様に設けられており、 上記赤外線検知器は、上記回転玩具から離れたところに
    置かれ、且つ制御手段と接続されており、上記赤外線検
    知器が上記赤外線ビームを検知すると、上記制御手段が
    上記３つのモーターの動作に必要な基準となる方向を定
    める構成であることを特徴とする請求項１記載の回転玩
    具。
  3. 【請求項３】 上記制御手段は、制御箱を有し、該制
    御箱は電線で回転装置と接続されており、該電線は上記
    制御箱から延びてハブの内側部分に取り付けられている
    ことを特徴とする請求項２記載の回転玩具。
  4. 【請求項４】 上記電線によって、それぞれのモータ
    ーに離れたところから駆動電圧を供給する手段を有する
    ことを特徴とする請求項３記載の回転玩具。
  5. 【請求項５】 上記制御箱はさらに、 それぞれのモーターと接続されているマイクロプロセッ
    サーと、 上記マイクロプロセッサーと接続して、該マイクロプロ
    セッサーからそれぞれのモーターへ駆動電圧増減を指示
    するスロットル制御装置と、 上記マイクロプロセッサーと接続する方向制御器と、を
    有し、 上記方向制御器は、該マイクロプロセッサーに指令し、
    予め設定された正弦波を発生させ、これをそれぞれの駆
    動電圧に加えて所定の方向に対応するものとし、これに
    よって、予め設定されたそれぞれの正弦波電圧は、上記
    回転玩具に所定の方向を与える合成推力を与えることを
    特徴とする請求項４記載の回転玩具。
  6. 【請求項６】 上記それぞれの正弦波電圧は、予め設
    定された位相差を有することを特徴とする請求項５記載
    の回転玩具。
  7. 【請求項７】 上記それぞれの正弦波電圧は、所定の
    方向に応じて決められる初期位相角を有することを特徴
    とする請求項５記載の回転玩具。
  8. 【請求項８】 上記電線と上記ハブとの成す角度が、
    少なくとも予め設定された角度になったことを検知する
    検知手段を有し、 該検知手段は、上記検知によって上記マイクロプロセッ
    サーに信号を与え、上記マイクロプロセッサーが上記信
    号を受信して、上記回転玩具の傾きを予め設定された角
    度以内にする様に、上記モーターへの正弦波信号を調整
    することを特徴とする請求項５記載の回転玩具。
  9. 【請求項９】 上記検知手段は、上部構造と、下部構
    造と、導電環とを有し、 上記上部構造は、上記ハブの回転部分に取り付けられて
    おり、ばねを保持する外部に向かって伸びる腕を有し、 上記下部構造は、上記電線と接続し、自在継ぎ手を介し
    て上部構造に取り付けられており、これにより、上記上
    部構造は回転部分と回転し、上記下部構造は上記自在継
    ぎ手の周りに回転するように構成され、 上記導電環は、上記下部構造の周りに設けられており、
    少なくとも上記ばねと上記下部構造との間で成す予め定
    められた角度に、上記電線が回転する時に、上記導電環
    は上記ばねと接触して該電線を通じてマイクロプロセッ
    サーに信号を送るものであり、 これにより、上記導電環は上記ばねと接触すると、上記
    マイクロプロセッサーは上記信号を受信し、上記３つの
    モーターの動作を決め、上記回転玩具が、上記下部構造
    が成す角度を予め定められた角度以下になる方向に動く
    様に上記モーターの正弦波電圧を調整することを特徴と
    する請求項５記載の回転玩具。
  10. 【請求項１０】 上記回転玩具が中心から外れる方向
    に移動する時に、上記マイクロプロセッサーが移動の総
    量に比例して上記回転玩具を中心に引き戻す方向に上記
    モーターを調整することのできる負帰還装置を有するこ
    とを特徴とする請求項５記載の回転玩具。
  11. 【請求項１１】 上記負帰還装置は、上部構造と、下
    部構造と、複数のマグネットと、ホール効果検知器とを
    備えており、 上記上部構造は、上記ハブの回転部分に取り付けられて
    おり、 上記下部構造は、上記電線と接続し、自在継ぎ手を介し
    て上部構造に取り付けられており、これにより、上記上
    部構造は回転部分と回転し、上記下部構造は上記自在継
    ぎ手の周りに回転するように構成され、 上記複数のマグネットは、上記下部構造の周りに位置し
    上記ハブの回転部分に取り付けられ、下部構造の周りの
    ほぼ中心を磁場の強さが零とする様に構成されており、 ホール効果検知器は、上記下部構造に取り付けられ、上
    記マイクロプロセッサーと接続されており、上記電線が
    上記下部構造に対して傾動している場合で、上記ホール
    効果検知器が磁場の強さが零の点から移動して信号の位
    相が変位の方向を表す時、上記ホール効果検知器が変位
    の総量に相当する振幅を有する正弦波信号を発生し、上
    記マイクロプロセッサーが上記信号を受信して複数のモ
    ーターを制御して、上記回転玩具が移動方向を反対の方
    向、つまりホール効果検知器を磁気的中性点に向う様に
    移動させることを特徴とする請求項１０記載の回転玩
    具。
  12. 【請求項１２】 上記電線は、基板で保持されてお
    り、該基板は上記電線を受ける孔を有し、地上に設置さ
    れており、上記回転玩具が該基板との間の上記電線の長
    さによって飛行半径が制限されることを特徴とする請求
    項８記載の回転玩具。
  13. 【請求項１３】 上記基準となる方向を定める装置
    は、赤外線投光器と、一対の赤外線検知器とを有し、 上記赤外線投光器は、赤外線ビームを投光するもので、
    上記回転玩具から離れたところに設けられており、 上記一対の赤外線検知器は、上記回転玩具の回転部分の
    頂部及び底部上に、同じ放射方向に沿って設けられ、制
    御手段と接続されており、上記赤外線ビームを検知する
    と、上記制御手段は、上記３つのモータの所定の動作を
    決めることを特徴とする請求項１記載の回転玩具。
  14. 【請求項１４】 上記回転玩具に固定されたそれぞれ
    のモーターに別々に駆動電圧を供給する手段と、 上記それぞれのモーターと上記駆動電圧を供給する手段
    と接続するマイクロプロセッサーと、を有することを特
    徴とする請求項１３記載の回転玩具。
  15. 【請求項１５】 上記マイクロプロセッサーと無線通
    信可能な、スロットル制御装置及び方向制御器を有し、 上記スロットル制御装置は、それぞれのモーターに等し
    く供給されている駆動電圧を別々に増減する様に上記マ
    イクロプロセッサーに指令信号を送るものであり、 上記方向制御器は、上記回転玩具が移動すべき度合と方
    向を示す信号を上記マイクロプロセッサーに送り、上記
    マイクロプロセッサーは、該信号を受信して正弦波信号
    を発生し、上記それぞれの駆動電圧に加えることがで
    き、 上記それぞれの正弦波信号は、予め設定されたずれた角
    度で互いに位相差を有するとともに、予め設定された初
    期位相角を有し、この結果、上記モーターは上記方向へ
    の合成推力を持ち、それぞれの正弦波信号は上記度合に
    対応する振幅を持つことを特徴とする請求項１４記載の
    回転玩具。
  16. 【請求項１６】 上記回転玩具が中心位置から外れる
    方向に移動する時に、上記マイクロプロセッサーが、上
    記回転玩具が中心位置から移動した総量に比例して上記
    モーターに別々に供給された電力を調整し、これにより
    上記回転玩具を上記中心に引き戻すようにする負帰還装
    置を有することを特徴とする請求項１５記載の回転玩
    具。
  17. 【請求項１７】 上記それぞれのプロペラは、およそ
    ４度の角度で同様に傾いており、上記回転装置が回転し
    プロペラが回転すると、上記回転玩具の回転部分を上記
    プロペラの回転と反対方向への回転させることを特徴と
    する請求項１記載の回転玩具。
  18. 【請求項１８】 上記電線と上記回転装置とを接続す
    る接続手段は、 上記ハブの回転部分に固定された回路基板と、 該回路基板上に設けられた４つの導電環と、 上記ハブの非回転部分上に固定さればねで弾力が付勢さ
    れており、上記制御箱及び上記回路基板と接続する４つ
    の導電ブラシと、を有し、 上記それぞれの導電ブラシは、上記導電環の一つに対応
    し、３つの導電環及びそれらと対応するブラシは、それ
    ぞれ一つのモーターと独立に接続され、残りの１つの導
    電環及びそれと対応するブラシは、他の導電環及びそれ
    らと対応するブラシの電気的共通帰路となることを特徴
    とする請求項３記載の回転玩具。
  19. 【請求項１９】 筐体と、 互いに予め設定された角度で上記筐体に隔設された少な
    くとも一対のモーターと、 それぞれのモーターに駆動電圧を供給する電源装置と、 それぞれのモーターの駆動電圧を制御するために該モー
    ター及び上記電源装置に接続されたマイクロプロセッサ
    ーと、 限定された視野角で上記筐体上に設けられ、上記マイク
    ロプロセッサーと接続された検知器と、 上記マイクロプロセッサーに、速度及び方向信号を伝達
    するとともに、基準となる方向の信号を伝達するための
    無線遠隔伝送装置と、を有し、 上記マイクロプロセッサーは、上記速度及び方向信号、
    並びに上記基準となる方向の信号を受信すると、これら
    の信号で特定される方向と度合に従って上記回転玩具の
    動作を決めることを特徴とする回転玩具。
  20. 【請求項２０】 上記マイクロプロセッサーは、上記
    検知器から速度及び方向信号を受信すると、正弦波信号
    を発生し、これをそれぞれのモーターの駆動電圧に加え
    るものであり、上記正弦波信号は、それぞれ予め設定さ
    れた位相差を有することを特徴とする請求項１９記載の
    回転玩具。
  21. 【請求項２１】 上記それぞれの正弦波は、所定の方
    向に合成推力が得られる様に該所定の方向に基づく初期
    位相角を有し、かつ上記所定の方向に動く回転玩具が、
    増減速される所定の度合いで調整される振幅を有するこ
    とを特徴とする請求項２０記載の回転玩具。
  22. 【請求項２２】 互いに予め設定された角度で隔設さ
    れ、回転玩具を回転する手段に設けられた複数のモータ
    ーを支持するハブと、 上記それぞれのモーターに駆動電圧を供給する手段と、 非回転遠隔制御箱に設けられており、基準となる方向か
    ら上記モーターの動作を決める手段と、 それぞれの駆動電圧に、それぞれ予め設定された位相差
    を有する正弦波電圧を発生して付加する手段と、 上記非回転遠隔制御箱からの速度及び方向信号に応答す
    るそれぞれの正弦波の初期位相角の移動と振幅を制御す
    る手段と、を有し、 上記回転玩具は、上記速度及び方向信号に応答して上記
    非回転遠隔制御箱から指示された方向に移動することを
    特徴とする回転玩具。
  23. 【請求項２３】 上記それぞれのモーターは、駆動可
    能に取り付けられたプロペラを有し、上記プロペラが回
    転する時、上記回転玩具が地上を離れることが可能であ
    ることを特徴とする請求項２２記載の回転玩具。
  24. 【請求項２４】 上記ハブは、内側部分と、該内側部
    分に回転可能な外側部分を有する様に構成されており、 上記外側部分は、ほぼ同一平面内で該外側部分から外に
    向って延設され、外環を支持する複数の腕を有し、 上記それぞれの腕は、上記外環と上記外側部分の間にモ
    ーターを支持し、 上記内側部分は、回転玩具がある平面上にある時、上記
    回転玩具を自立姿勢に支持する下方に延設する複数の脚
    を有し、 上記それぞれの脚は、外側に突設する小翼を有し、該小
    翼は、プロペラが上記回転玩具を地上から上昇させる際
    にプロペラにより生じる下方へ流れる空気を偏向させ
    て、上記外側部分とは反対方向に上記ハブの内側部分を
    駆動することで、上記外側部分を回転させ上記内側部分
    を非回転状態とするように作用し、 上記内側部分は、上記モータ及び遠隔制御箱に接続され
    る電線を、それぞれハブの内側部分と遠隔制御箱に取り
    付けて支持することを特徴とする請求項２３記載の回転
    玩具。
  25. 【請求項２５】 上記回転玩具が中心位置から離れよ
    うとしている時に、上記回転玩具が中心位置に引き戻さ
    れる様に、回転玩具が中心位置から離れた度合い応じ
    て、上記モーターを制御する負帰還装置を有することを
    特徴とする請求項２４記載の回転玩具。
  26. 【請求項２６】 上記制御箱は、上記それぞれのモー
    ターに駆動電圧を与える手段と、それぞれの正弦波の振
    幅と初期位相角を制御する手段を備えていることを特徴
    とする請求項２５記載の回転玩具。
  27. 【請求項２７】 上記遠隔制御箱に設けられており、
    基準となる方向からの上記モーターの動作を決める手段
    は、上記モーターの所定の動作に関する予め設定された
    位置で上記回転玩具上に位置する一対の赤外線投光器を
    有するとともに、上記遠隔制御箱に設けられた赤外線検
    知器を有し、 上記赤外線投光器は、赤外線投光器が上記モーターと同
    時に回転し、赤外線ビームを同一の放射方向に沿って伝
    達する様に配置され、 上記赤外線検知器は、赤外線ビームを検知した時に、上
    記モーターの所定動作を決めるするように上記遠隔制御
    箱に設けられていることを特徴とする請求項２６記載の
    回転玩具。
  28. 【請求項２８】 上記外側部分は、ほとんど摩擦のな
    いベアリングによって上記内側部分に回転可能に取り付
    けられていることを特徴とする請求項１記載の回転玩
    具。
  29. 【請求項２９】互いに予め設定された角度で隔設され、
    回転飛行物体に回転及び上昇を与える複数のモーターを
    有するハブと、 上記それぞれのモーターに別々に電力を供給する手段
    と、 遠隔非回転制御箱に設けられており、基準となる方向か
    らの上記モーターの動作を決める手段と、 予め設定された角度で互いに位相がずれている位相差を
    有する正弦波を発生し、駆動電力に付加する手段と、 上記回転飛行物体が、非回転体を基準として動作できる
    様に、遠隔非回転制御箱からの速度と方向入力に応答
    し、それぞれの正弦波の振幅を制御するとともに、初期
    位相角を制御する手段と、を有し、 上記速度及び方向入力に応答して、上記遠隔非回転制御
    箱から示された方向に移動することを特徴とする回転飛
    行物体。
  30. 【請求項３０】 上記回転飛行物体が中心位置から離
    れようと移動する時に制御手段に信号を送る手段を有
    し、 上記制御手段は、上記回転飛行物体が中心位置から離れ
    る量に比例して、上記モーターに供給する駆動電力を別
    々に制御し、上記回転飛行物体を中心位置に引き戻すよ
    うに機能することを特徴とする請求項２９記載の回転飛
    行物体。
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