JP2006051892A - 小型飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源に接続されたケーブルを容易に引き回すことができる小型飛行体を提供する。
【解決手段】小型飛行体１は、中心軸２２と、中心軸２２に略同軸的に設けられ、互いに反対方向に回転可能な２つのロータ３、５と、各ロータ３、５に設けられた回転翼３４、５４と、各ロータ３、５を介して回転翼３４、５４を回転させる振動体４と、振動体４に接続されたケーブル４７１、４７２とを備えている。中心軸２２には、その長手方向に沿って中空部２２１が形成されており、中空部２２１内にケーブル４７１、４７２が挿通されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型飛行体に関するものである。

回転翼を有するロータ（ロータヘッド）を回転させて空中に浮揚する飛行体（飛翔体）としては、ヘリコプタ等が知られており、例えば、小型飛行体は、玩具（ヘリコプタの玩具）などとして用いられている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、小型飛行体は、回転翼の回転中心となる軸付近のケーブル（例えば、回転翼を回転させるモータ（駆動源）のケーブル）の引き回し（配線）が困難となる場合があった。また、回転翼（軸）が回転しているとき、前記軸に前記ケーブルが巻き付くおそれがあった。

特開２００４−１２１７９８号公報

本発明の目的は、駆動源に接続されたケーブルを容易に引き回すことができる小型飛行体を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の小型飛行体は、軸と、
前記軸に略同軸的に設けられ、互いに反対方向に回転可能な２つのロータと、
前記各ロータに設けられた回転翼と、
前記各ロータを介して前記回転翼を回転させる駆動源と、
前記駆動源に接続されたケーブルとを備え、
前記軸には、その長手方向に沿って中空部が形成されており、該中空部内に前記ケーブルが挿通されていることを特徴とする。
これにより、駆動源に接続されたケーブルを容易に引き回すことができる。

本発明の小型飛行体では、基本姿勢において、鉛直上方に向う凸部を有し、前記軸の長手方向から見て対称となる形状をなすカウリングを有することが好ましい。
これにより、小型飛行体の飛行姿勢（飛行状態）を安定させることができる。
本発明の小型飛行体では、基本姿勢において、鉛直上方に向う凸部を有し、前記軸に設けられたカウリングと、
前記小型飛行体を駆動するエネルギを蓄積する部位としての燃料電池とを備え、
前記カウリングの少なくとも一部は、前記燃料電池の一部を構成していることが好ましい。
これにより、燃料電池を構成する部品点数を減少させることができる。

本発明の小型飛行体では、基本姿勢において、鉛直上方に向う凸部を有し、前記軸に設けられたカウリングと、
前記小型飛行体を駆動するエネルギを蓄積する燃料電池とを備え、
前記カウリングの少なくとも一部は、前記燃料電池の筐体として機能していることが好ましい。
これにより、改めて燃料電池の筐体を設けるのを省略することができる。

本発明の小型飛行体では、基本姿勢において、前記カウリングは、鉛直下方に向けて開口する内腔部を有していることが好ましい。
これにより、小型飛行体の大きさ（高さ）を小さくする（抑える）ことができる。
本発明の小型飛行体では、前記カウリングは、金属材料、樹脂材料またはそれらを組み合わせた材料で構成されていることが好ましい。
これにより、カウリングを容易に形成することができる。

本発明の小型飛行体では、所定回路を有する回路基板と、前記小型飛行体を駆動するエネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段を含む本体部に対して前記ロータ、回転翼、駆動源からなる推力発生手段と、前記推力発生手段を変位させる変位機構と、前記変位した推力発生手段により飛行姿勢を変更する姿勢変更手段とを備えていることが好ましい。
これにより、小型飛行体が安定して飛行することができる。

本発明の小型飛行体では、基本姿勢において鉛直下方に沿って順に配置された、前記ロータと、前記変位機構と、前記回路基板と、前記エネルギ蓄積手段とを備えたことが好ましい。
これにより、小型飛行体の重心を低くすることができ、よって、小型飛行体がより安定して飛行することができる。

本発明の小型飛行体では、前記エネルギ蓄積手段は、電池で構成されており、
前記電池の縁部に係合し、該電池を着脱自在に挟持する複数の爪部を備えていることが好ましい。
これにより、電池の交換が容易となる。
本発明の小型飛行体では、基本姿勢において、前記変位機構よりも鉛直上方側の前記軸に固定され、ジンバル構造をなす固定部と、該固定部から鉛直下方へ延出する脚とを有し、前記小型飛行体を支持する接地手段を備え、
前記接地手段により接地した際、前記ジンバル構造により前記軸がほぼ鉛直方向を向くよう構成されていることが好ましい。
これにより、離陸時の推力が鉛直上方を向くため、小型飛行体の離陸が容易となる。

本発明の小型飛行体では、前記エネルギ蓄積手段は、蓄電池で構成され、
前記小型飛行体を接地する接地箇所には、電力供給源に接続された電極が設けられており、
前記接地手段により前記接地箇所に接地した際、前記蓄電池は、前記脚を介して前記電極と通電して、前記電力供給源からの電力が蓄積されることが好ましい。
これにより、小型飛行体が接地箇所に接地するごとに、蓄電池に電力を確実に蓄積することができる。
本発明の小型飛行体では、前記回転翼および前記変位機構は、それぞれ、前記軸の長手方向から見て対称となるように設けられていることが好ましい。
これにより、回転翼からの気流を全体として鉛直方向の流れとすることができ、よって、飛行している小型飛行体の鉛直方向における安定性を向上させることができる。

本発明の小型飛行体では、所定の回路を有する回路基板と、
前記回路基板を保持し、形状が略直方体をなす保持枠とを備え、
前記回路基板は、前記保持枠の外周に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、回路基板の面積を大きくすることができ、よって、回路基板に多くの回路を形成することができる。
本発明の小型飛行体では、所定の回路を有する回路基板と、
前記回路基板を保持し、形状が略直方体をなす保持枠とを備え、
前記回路基板は、前記保持枠の内側に設けられていることが好ましい。
これにより、保持枠の内側を有効に利用することができる。

以下、本発明の小型飛行体を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の小型飛行体の第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す小型飛行体における中心軸付近を拡大して示す断面側面図、図３は、図１に示す小型飛行体におけるスタビライザバーおよびその近傍を示す斜視図、図４は、図１に示す小型飛行体における振動体の斜視図、図５は、図１に示す小型飛行体における振動体が被駆動体を駆動する様子を示す平面図、図６は、図１に示す小型飛行体における振動体の凸部が楕円運動する様子を示す平面図、図７は、図１に示す小型飛行体における姿勢変更手段の斜視図、図８は、図１に示す小型飛行体における姿勢変更手段のリニアアクチュエータの斜視図、図９は、図１に示す小型飛行体における姿勢変更手段のリニアアクチュエータの平面図、図１０は、図９中のＡ−Ａ線での断面図、図１１は、リニアアクチュエータの他の構成例を示す平面図、図１２は、図１に示す小型飛行体における振動体の斜視図、図１３および図１４は、それぞれ、図１に示す小型飛行体における振動体が被駆動体を駆動する様子を示す平面図、図１５は、図１に示す小型飛行体の回路構成を示すブロック図である。

なお、以下の説明では、図１、図２、図３および図７中の上方（上側）を「上」、下方（下側）を「下」として説明する。
また、図１に示す小型飛行体の姿勢を「基本姿勢」とし、図１中、上下方向を「鉛直方向」、上方（上側）を「鉛直方向上方（鉛直方向上側）」、下方（下側）を「鉛直方向下方（鉛直方向下側）」とする。
また、図１、図３および図７において、図示のように、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸（ｘ−ｙ−ｚ座標）を想定する。この場合、ｚ軸は、ロータの回転中心線（回転中心軸）と一致または平行になるように想定される。

これらの図に示す小型飛行体１は、略円柱状の中心軸（軸）２２と、互いに対向するように中心軸２２に固定された２つの基部２と、中心軸２２（下側の基部２）に対し回転可能に設置され、回転翼３４を備えたロータ（第１のロータ）３と、下側の基部２に設けられ、ロータ３（回転翼３４）を回転駆動する駆動源である振動体（超音波モータ）４と、中心軸２２（上側の基部２）に対し回転可能に設置され、回転翼５４を備えたロータ（第２のロータ）５と、上側の基部２に設けられ、ロータ５を回転駆動する駆動源である振動体（超音波モータ）４と、小型飛行体１の飛行姿勢を安定化させる姿勢安定化手段（スタビライザ）１９と、重心の移動により小型飛行体１の飛行姿勢を変更する姿勢変更手段１６と、中心軸２２に固定され、小型飛行体１を支持する接地手段６と、外面７１に沿った気流を発生させるカウリング７とを有している。ロータ３と、ロータ５とは、互いに反対方向に回転し、かつ、同軸的に設けられている。すなわち、この小型飛行体１は、２重反転ロータを備えている。
前記ロータ３、５、ロータ３（回転翼３４）を回転駆動する振動体４およびロータ５（回転翼５４）を回転駆動する振動体４により、推力（揚力）を発生させる推力発生手段（揚力発生手段）の主要部が構成される。基本姿勢において、この推力発生手段は、鉛直方向上方に位置し、姿勢変更手段１６および接地手段６は、それぞれ、鉛直方向下方に位置している。

以下、各部の構成について説明する。
図１および図２に示すように、２つの基部２は、それぞれ、略平板状をなす基板２１と、基板２１に設けられた振動体取付部２３とを有している。上側の基部２では、振動体取付部２３は、基板２１の上側に設けられ、下側の基部２では、振動体取付部２３は、基板２１の下側に設けられている。

中心軸２２の、下側の基部２の下方には、ロータ３が回転可能に設置されている。このロータ３は、平面視で（図２中上側から見たとき）時計回りに回転する。
図２に示すように、ロータ３は、略円筒状をなす筒状部材３１と、筒状部材３１の外側（外周）にそれぞれ固着（固定）された回転翼固定部材３２および被駆動体３３と、回転翼固定部材３２にそれぞれ固着された２枚の回転翼３４とを有している。

このロータ３は、筒状部材３１の内腔、すなわち軸孔３５に中心軸２２が挿入した状態で設置されている。中心軸２２と、軸孔３５の内面との間には、２つの軸受け１１、１１がそれぞれ設けられており、これにより、ロータ３は、基部２に対し中心軸２２（回転中心線３６）を中心として滑らかに回転可能になっている。
軸受け１１は、滑り軸受けで構成されているが、転がり軸受け（ベアリング）であってもよい。

回転翼固定部材３２は、略円筒状に形成された筒状部３２１と、筒状部３２１の下端部からロータ３の回転中心線３６と略垂直な方向に突出形成された固定部３２２とで構成されている。回転翼固定部材３２は、筒状部３２１の内側に筒状部材３１が挿入した状態で、例えば圧入により、筒状部材３１に固着されている。
固定部３２２には、２枚の回転翼３４の基端部（根元部）がそれぞれ固着されている。

２枚の回転翼３４は、回転中心線３６から互いに反対側に延びるように設けられている。すなわち、２枚の回転翼３４は、略１８０°間隔で設けられている。また、回転翼３４は、回転中心線３６に対し略垂直な姿勢で設置されている。
ロータ３が後述する振動体４の駆動により平面視で（図２中上側から見たとき）時計回りに回転するのに伴い、回転翼３４も同様に回転する。すなわち、回転翼３４は、振動体４の駆動によりロータ３を介して回転する。この回転翼３４には、揚力（回転中心線３６に略平行で上向きの力）が作用する。

なお、ロータ３に設けられた回転翼３４の枚数は、２枚に限らず、３枚以上設けられていてもよい。
筒状部材３１の上端部外周には、被駆動体３３が設けられている。すなわち、被駆動体３３は、回転翼固定部材３２の上側に位置している。
被駆動体３３は、略リング状（円環状）をなしており、その内側に筒状部材３１の上端部が挿入した状態で、例えば圧入により、筒状部材３１に対し固着されている。

なお、筒状部材３１、回転翼固定部材３２、被駆動体３３は、一体的に（一部材で）形成されていてもよい。また、これらに回転翼３４が一体的に形成されていてもよい。
基部２の下側には、このようなロータ３を回転駆動する振動体４が被駆動体３３の外周面３３１に当接するようにして設置されている。
一方、中心軸２２の、上側の基部２の上方には、ロータ５が回転可能に設置されている。このロータ５は、平面視で（図２中上側から見たとき）反時計回りに回転する。

ロータ５は、略円筒状をなす筒状部材５１と、筒状部材５１の外側（外周）にそれぞれ固着（固定）された回転翼固定部材５２および被駆動体５３と、回転翼固定部材５２にそれぞれ固着された２枚の回転翼５４と有しており、ロータ３と同軸的（同心的）に、ロータ３の上方に設置されている。
このロータ５は、筒状部材５１の内腔、すなわち軸孔５５に中心軸２２が挿入した状態で設置されている。中心軸２２と、軸孔５５の内面との間には、２つの軸受け１１、１１がそれぞれ設けられており、これにより、ロータ５は、基部２に対し中心軸２２（回転中心線３６）を中心として滑らかに回転可能になっている。

回転翼固定部材５２は、略円筒状に形成された筒状部５２１と、筒状部５２１の上端部からロータ５の回転中心線３６と略垂直な方向に突出形成された２つの軸５２３と、この２つの軸５２３を中心に所定角度、回動可能に設置された固定部５２２とで構成されている。２つの軸５２３は、互いに反対方向に突出している。回転翼固定部材５２は、筒状部５２１の内側に筒状部材３１が挿入した状態で、例えば圧入により、筒状部材５１に固着されている。

固定部５２２には、２枚の回転翼５４の基端部（根元部）がそれぞれ固着されている。
２枚の回転翼５４は、回転中心線３６から互いに反対側に延びるように、それぞれ、対応する軸５２３に沿って（回転翼５４の長手方向と略平行な軸５４１と軸５２３とが一致または平行になるように）設けられている。すなわち、２枚の回転翼５４は、略１８０°間隔で設けられている。また、回転翼５４は、回転中心線３６に対し略垂直な姿勢で設置されている。

固定部５２２が軸５２３を中心に回動すると、この固定部５２２とともに、回転翼５４は、その長手方向と略平行な軸５４１を中心に回動し、回転翼５４のピッチ角度が変更される。
なお、回転翼５４のピッチ角度は、回転翼３４のピッチ角度より、例えば、１〜６度小さいのが好ましく、２〜５度小さいのがより好ましい。これにより、十分な揚力を得ることができる。

また、例えば、回転翼５４の回転速度が大きくなった場合、ロータ５の反抗トルクが大きくなるため、振動体４が大きな振動をする必要がある。しかしながら、回転翼５４のピッチ角度を回転翼３４のピッチ角度より小さくすることにより、振動体４が大きな振動をするのを抑制することができる、すなわち、振動体４に負荷がかかるのを防止することができる。

ロータ５が後述する振動体４の駆動により平面視で（図２中上側から見たとき）反時計回りに回転するのに伴い、回転翼５４も同様に回転する。すなわち、回転翼５４は、振動体４の駆動によりロータ３を介して回転する。この回転翼５４には、揚力（回転中心線３６に略平行で上向きの力）が作用する。
なお、ロータ５に設けられた回転翼５４の枚数は、２枚に限らず、３枚以上設けられていてもよい。

筒状部材５１の下端部外周には、被駆動体５３が設けられている。すなわち、被駆動体５３は、回転翼固定部材５２の下側に位置している。
被駆動体５３は、略リング状（円環状）をなしており、その内側に筒状部材５１の下端部が挿入した状態で、例えば圧入により、筒状部材５１に対し固着されている。
なお、筒状部材５１、回転翼固定部材５２の筒状部５２１、軸５２３、被駆動体５３は、一体的に（一部材で）形成されていてもよい。また、固定部５２２に回転翼５４が一体的に形成されていてもよい。

このような構成により、回転翼５４は、回転翼３４より上側に位置している。また、回転翼５４は、上側の基部２の基板２１の上側に位置し、回転翼３４は、下側の基部２の基板２１の下側に位置している。
前記ロータ３が平面視で（図２中上側から見たとき）時計回りに回転すると、回転翼３４に揚力が作用し、また、ロータ５がロータ３と反対方向に回転すると、回転翼５４に揚力が作用し、これらの揚力により、小型飛行体１は、空中に浮揚（飛行）する。

次に、振動体４について、代表的に、ロータ３を回転駆動する振動体４を説明する。
図４に示すように、振動体４は、略長方形の板状をなしている。振動体４は、図４中の上側から板状の電極４１と、板状の圧電素子４２と、補強板４３と、板状の圧電素子４４と、板状の電極４５とをこの順に積層して構成されている。なお、図４では、厚さ方向を誇張して示している。

圧電素子４２、４４は、それぞれ、長方形状をなし、電圧を印加することにより、その長手方向に伸長・収縮する。圧電素子４２、４４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ）、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種のものを用いることができる。

これらの圧電素子４２、４４は、補強板４３の両面にそれぞれ固着されている。補強板４３は、振動体４全体を補強する機能を有しており、振動体４が過振幅、外力等によって損傷するのを防止する。補強板４３の構成材料としては、弾性材料（弾性変形し得るもの）であれば特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、チタンまたはチタン合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。

この補強板４３は、圧電素子４２、４４よりも厚さが薄い（小さい）ものであることが好ましい。これにより、振動体４を高い効率で振動させることができる。
補強板４３は、圧電素子４２、４４に対する共通の電極としての機能をも有している。すなわち、圧電素子４２には、電極４１と補強板４３とによって交流電圧が印加され、圧電素子４４には、電極４５と補強板４３とによって交流電圧が印加される。すなわち、図２に示すように、振動体４は、後述する駆動制御回路９に接続されており、その駆動制御回路９により交流電圧が印加されるようになっている。

圧電素子４２、４４は、交流電圧が印加されると長手方向に繰り返し伸縮し、これに伴なって、補強板４３も長手方向に繰り返し伸縮する。すなわち、圧電素子４２、４４に交流電圧を印加すると、振動体４は、図４中の矢印で示すように、長手方向に微小な振幅で振動（縦振動）し、凸部４６が縦振動（往復運動）する。
補強板４３の図４中の右端部には、凸部（接触部）４６が一体的に形成されている。この凸部４６は、補強板４３の幅方向中央（中心線４９）からずれた位置（図示の構成では角部）に設けられている。この凸部４６は、図示の構成では、略半円形状に突出するように形成されている。

また、補強板４３には、弾性（可撓性）を有する腕部４８が一体的に形成されている。腕部４８は、補強板４３の長手方向略中央から、長手方向と略垂直な方向に突出するように設けられている。この腕部４８には、ボルト１２が挿入する孔４８１が形成されている。
図２および図５に示すように、このような振動体４は、凸部４６にて被駆動体３３の外周面３３１に当接（接触）するように設置されている。すなわち、本実施形態では、振動体４は、被駆動体３３に対し被駆動体３３の半径方向外周側から当接して設置されている。

なお、図示の構成では、外周面３３１は、平滑になっているが、全周に渡り溝を形成し、この溝内に凸部４６が当接することとしてもよい。
図２および図５に示すように、下側の基部２の基板２１から下方に向かって突設された振動体取付部２３には、ネジ穴が形成されており、振動体４は、腕部４８の孔４８１に挿入されたボルト１２によって、この振動体取付部２３に固定されている。

このように、振動体４は、腕部４８によって支持されている。これにより、振動体４は自由に振動することができ、比較的大きい振幅で振動する。また、振動体４は、腕部４８の弾性によって、凸部４６が外周面３３１に圧接された状態で設置されている。
また、振動体４は、回転中心線３６に略垂直な姿勢（回転翼３４に略平行な姿勢）で設置されている。これにより、振動体４が占めるスペースが上下方向に小さくなる。

凸部４６が被駆動体３３の外周面３３１に当接した状態で、圧電素子４２、４４に交流電圧を印加して振動体４を振動させると、被駆動体３３は、振動体４が伸長するときに凸部４６から摩擦力（押圧力）を受ける。
すなわち、図５に示すように、凸部４６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（被駆動体３３の径方向の変位）によって、凸部４６と外周面３３１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（被駆動体３３の円周方向の変位）によって、被駆動体３３に図５中の時計回りの回転力が与えられる。

振動体４が振動すると、このような力が被駆動体３３に繰り返し作用し、被駆動体３３は、図５中の時計回りに回転する。これにより、ロータ３は、図５中の（図２中下側から見たときの）時計回りに回転する。
なお、ロータ５を回転駆動する振動体４については、前記ロータ３を回転駆動する振動体４と同様であるので、説明を省略するが、振動体４も同様に、その凸部４６にて、被駆動体５３の外周面５３１に当接するように設けられている。

ロータ５は、振動体４の駆動により、ロータ３と反対方向、すなわち、図示しない平面視で（図２中下側から見たときの）反時計回りに回転する。
ロータ３が図５中の時計回りに回転すると、回転翼３４に揚力が作用し、また、ロータ５がロータ３と反対方向に回転すると、回転翼５４に揚力が作用し、これらの揚力により、小型飛行体１は、空中に浮揚（飛行）する。

なお、ロータ３側には、ロータ３の回転数（回転速度）を検出する回転数検出手段を設けるのが好ましく、ロータ５側には、ロータ５の回転数（回転速度）を検出する回転数検出手段を設けるのが好ましい。
このように、振動体４は、構造が簡単で、小型（特に薄型）・軽量である。また、通常の電磁モータのように磁力で駆動する場合と異なり、前記のような摩擦力（押圧力）によって被駆動体３３、５３を駆動することから、駆動力が大きい。

また、図２に示すように、このような構成の振動体４には、ケーブル４７１、４７２が接続（電気的に接続）されている。ケーブル４７１は、圧電素子４４に接続され、ケーブル４７２は、圧電素子４２に接続されている。各ケーブル４７１、４７２を介して、前述したように、振動体４は、駆動制御回路９に接続されており、その駆動制御回路９により交流電圧が印加される。ここで、ケーブル４７１および４７２は、それぞれ、機能がほぼ同一であるため、ケーブル４７１について代表的に説明する。

さて、中心軸２２には、その長手方向に沿って中空部２２１が形成されている。また、中心軸２２の外周には、中空部２２１に連通する孔２２２が形成されている。
また、基板２１には、基板２１の上下に貫通する孔２１２が、中心軸２２の近傍に設けられている。
図２に示すように、ケーブル４７１は、振動体４（圧電素子４４）との接続箇所から順に、基板２１の孔２１２、中心軸２２の孔２２２、中空部２２１を挿通し（通過し）、駆動制御回路９に到達している。

このような配線（ケーブリング）により、ケーブル４７１を容易に引き回すことができる。また、これにより、ケーブル４７１が露出するのを防止または抑制することができ、よって、例えばケーブル４７１が中心軸２２や回転翼３４等に巻き付くのを防止することができる。
また、ケーブル４７１における振動体４から駆動制御回路９までの経路を短くすることができ、よって、ケーブル４７１の長さを短くする（抑える）ことができる。

本発明の小型飛行体１は、このような振動体４を用いてロータ３、５を回転駆動するようにしたことにより、小型化に極めて有利である。また、軽量化にも有利であり、小型飛行体１のペイロード（荷重）を大きくとることができる。また、製造コストの低減も図ることができる。
また、本実施形態では、前述したように、被駆動体３３が筒状部材３１に固着され、被駆動体３３は、ロータ３と一体になっている。すなわち、振動体４は、ロータ３を直接に回転駆動するようになっており、動力伝達機構や変速機構等が設けられていない（不要である）。ロータ５側も同様に、振動体４は、ロータ５を直接に回転駆動するようになっており、動力伝達機構や変速機構等が設けられていない（不要である）。これにより、小型飛行体１は、特に簡単な構造、かつ軽量になっており、小型化・軽量化（ペイロード確保）に特に有利になっている。

なお、前述したように、振動体４は、駆動力が大きいため、本実施形態のように、変速機構（減速機構）を介さなくてもロータ３、５を十分なトルクで回転することができる。
また、本実施形態では、振動体４の面内振動をロータ３、５の回転（面内回転）に直接変換するので、この変換に伴なうエネルギのロスが少なく、ロータ３、５を高い効率で回転駆動することができる。

また、本実施形態では、凸部４６が被駆動体３３に及ぼす摩擦力（押圧力）の方向は、回転中心線３６に対し略垂直な方向であるため、ロータ３を傾斜させるような力が作用することがなく、ロータ３がより円滑かつ確実に回転する。同様に、ロータ５もより円滑かつ確実に回転する。
なお、図示の構成と異なり、ロータ３を回転駆動する振動体４は、回転中心線３６に平行な方向から被駆動体３３の上面または下面に当接するように設置されていてもよく、また、ロータ５を回転駆動する振動体４は、ロータ５の回転中心線３６に平行な方向から被駆動体５３の上面または下面に当接するように設置されていてもよい。

また、ロータ３とロータ５との２つが揚力を発生するので、大きな揚力が得られる。
また、ロータ３とロータ５とが互いに反対方向に回転することにより、小型飛行体１（基部２）が受ける反力が相殺され、小型飛行体１が回転中心線３６の回りに回転するのを防止することができる。
特に、ロータ３に対する振動体４と、ロータ５に対する振動体４とを別個に設けたことから、ロータ３の回転数（回転速度）と、ロータ５の回転数(回転速度)とをそれぞれ別個に調整（調節）することができ、これにより、小型飛行体１（基部２）が回転中心線３６の回りに回転するのをより確実に防止したり、小型飛行体１の回転中心線３６の回りに回転（向き）を制御したりすることができる。

また、ロータ３とロータ５とが同軸的に設けられていることにより、ロータを２つ設けたことによる大型化・重量増加を招来することなく、上記効果を達成することができる。すなわち、小型化・軽量化に有利である。
なお、図示の構成では、ロータ３とロータ５とは、直径や、回転翼の枚数（２枚）、回転翼の形状等の条件が同じになっているが、直径、回転翼の枚数、回転翼の形状等の条件が互いに異なるものであってもよい。

圧電素子４２、４４に印加する交流電圧の周波数は、特に限定されないが、振動体４の振動（例えば、縦振動）の共振周波数と略同程度であるのが好ましい。これにより、振動体４の振幅が大きくなり、高い効率でロータ３、５を回転駆動することができる。
前述したように、振動体４は、主に、その長手方向に縦振動するが、縦振動と屈曲振動とを同時に励振し、凸部４６を楕円運動（楕円振動）させることとするのがより好ましい。これにより、より高い効率でロータ３、５を回転駆動することができる。以下、この点について、代表的に、ロータ３を回転駆動する振動体４で説明する。

振動体４が被駆動体３３を回転駆動するとき、凸部４６は、被駆動体３３から反力を受ける。本実施形態では、凸部４６が振動体４の中心線４９からずれた位置に設けられていることから、振動体４は、この反力によって、図５中の一点鎖線で示すように面内方向に屈曲するように変形、振動（屈曲振動）する。なお、図５では、振動体４の変形を誇張して示している。

また、印加電圧の周波数、振動体４の形状・大きさ、凸部４６の位置などを適宜選択することにより、振動体４の縦振動と屈曲振動との複合振動を励振することができ、例えば、振幅が大きくなるとともに、凸部４６は、図６中の一点鎖線で示すように、略楕円に沿って変位（楕円振動）する。
これにより、振動体４の１回の振動において、凸部４６が被駆動体３３を回転方向に送るときには、凸部４６が被駆動体３３により強い力で圧接され、凸部４６が戻るときには、被駆動体３３との摩擦力を低減または消滅させることができるため、振動体４の振動をロータ３の回転により高い効率で変換することができる。

なお、本実施形態では、振動体４でロータ３を直接に回転駆動するものとなっているが、本発明では、振動体４がロータ３を間接的に駆動するものであってもよい。すなわち、被駆動体３３をロータ３と別個に設け、被駆動体３３の回転力を回転力伝達機構によってロータ３に伝達するようなものであってもよい。同様に、本実施形態では、振動体４でロータ５を直接に回転駆動するものとなっているが、本発明では、振動体４がロータ５を間接的に駆動するものであってもよい。すなわち、被駆動体５３をロータ５と別個に設け、被駆動体５３の回転力を回転力伝達機構によってロータ５に伝達するようなものであってもよい。これらの場合、回転力伝達機構としては、例えば、歯車列（歯車伝動機構）や、プーリー、ベルト、チェーン等を用いた巻き掛け伝動機構等、いかなる機構を用いるものでもよい。

また、本実施形態では、ロータ３を回転駆動する振動体４は、１つ設置されているが、本発明では、その振動体４を複数設け、被駆動体３３を複数の振動体４で回転駆動してもよい。同様に、本実施形態では、ロータ５を回転駆動する振動体４は、１つ設置されているが、本発明では、その振動体４を複数設け、被駆動体５３を複数の振動体４で回転駆動してもよい。

図１および図３に示すように、姿勢安定化手段１９は、スタビライザバー（長尺状の質量部）１９１と、スタビライザバー１９１と回転翼５４が設けられている固定部５２２とを連結するスタビライザジョイント（連結部）１９３と、支持部１９４とを有している。
スタビライザバー１９１の両端部には、それぞれ、錘部１９２が設けられている。このスタビライザバー１９１は、ロータ５よりも大きい、ロータ５の回転軸方向（ｚ軸方向）の慣性モーメントを有している。

支持部１９４は、中心軸２２の先端部（上側の端部）に、その中心軸２２に対し回転可能に設置されている。すなわち、支持部１９４は、ロータ５の上方に位置している。
また、スタビライザバー１９１は、支持部１９４に対し、ロータ５の回転中心線（回転中心軸）３６に対して略垂直な軸１９５を中心に所定角度、回動可能（揺動可能）に設置されている。また、スタビライザバー１９１は、略釣り合った状態（バランスが取れた状態）で設置されている。

これにより、スタビライザバー１９１は、ロータ５と略同軸的に回転することができ、かつ、回転中心線３６に対して略垂直な軸１９５を中心に所定角度、回動することができる。
ロータ５（回転翼５４）が回転すると、スタビライザバー１９１は、スタビライザジョイント１９３を介してロータ５に引っ張られ、そのロータ５とともに（ロータ５と同期して）回転する。すなわち、スタビライザバー１９１およびロータ５は、軸１９５と軸５４１とが一定の角度を保持した状態で同一方向に回転する。

また、スタビライザバー１９１が軸１９５を中心に回動すると、固定部５２２および回転翼５４は、スタビライザジョイント１９３を介してスタビライザバー１９１に引っ張られ、軸５４１を中心に回動する。
飛行中の小型飛行体１に、高速、すなわち、急激な（突発的な）飛行姿勢の乱れ（変化）が生じた場合、この姿勢安定化手段１９により、その飛行姿勢の乱れが補正され、これによって、小型飛行体１の飛行姿勢を安定化させることができる。

例えば、回転中心線３６の方向が鉛直方向となる飛行姿勢で小型飛行体１が浮揚しているとき、小型飛行体１が空中で高速で傾いた場合、スタビライザバー１９１は、水平を保とうとするので、軸１９５を中心に回動し、これと同時に、固定部５２２および２枚の回転翼５４も軸５４１を中心に回動する。これにより、各回転翼５４のピッチは、互いの回転翼５４における気流（空気流）に、回転中心線３６の方向が鉛直方向に戻るような差が生じるように変化する。これによって、小型飛行体１の飛行姿勢は、元の飛行姿勢に戻る。

一方、後述する姿勢変更手段１６による小型飛行体１の飛行姿勢の変更の際は、小型飛行体１の重心が比較的低速で移動してその飛行姿勢が変更されるので、スタビライザバー１９１は、実質的に軸１９５を中心に回動せず、姿勢安定化手段１９は作用しない。これにより、確実に、小型飛行体１の飛行姿勢を変更することができる。
図１に示すように、接地手段６は、中心軸２２に固定された板状の固定部６０と、弾性（バネ性）を有し、棒状の４本の脚（接地脚）６１とを備えている。

固定部６０は、板状体で構成されている。この固定部６０は、基本姿勢において、中心軸２２に対してほぼ垂直に設けられている。
また、固定部６０は、基本姿勢において重心（小型飛行体１の重心）よりも鉛直方向上方で、かつ、姿勢変更手段１６（ｘ軸方向移動手段１６ｘ、ｙ軸方向移動手段１６ｙ）よりも鉛直方向上方の部位（中心軸２２）に固定されている。

各脚６１は、それぞれ、図１に示す基本姿勢において、固定部６０から垂直方向斜め下方（鉛直下方）に延出し、かつ、垂直方向下方に向かって拡開している。また、各脚６１は、固定部６０（中心軸２２）を中心にして等間隔（等角度間隔）で配置されている。また、各脚６１の先端部（下側の端部）６２は、それぞれ、脚６１における上側の部位より拡径し、先端６２１が丸みを帯びている（湾曲している）。

この接地手段６により、地面（床面）に安定的に接地することができ、離着陸を容易かつ確実に行なうことができる。
特に、着地の際は、脚６１の弾性で、着地の衝撃を吸収することができ、また、小型飛行体１が傾いた状態で着地しても、最初に接地した脚６１のバネ力で、小型飛行体１の姿勢を直すので、横転を防止することができる。

次に、姿勢変更手段１６について説明する。
図１、図７に示す姿勢変更手段１６は、重心の移動により、小型飛行体１の姿勢を変更（調節）することで、ロータ３および５の回転中心線（回転中心軸）３６を鉛直線（鉛直方向：重力の方向）に対して所定方向に所定角度傾斜させるもの（傾きを調節するもの）である。

図１に示すように、姿勢変更手段１６は、回転翼３４の下方に位置している。すなわち、姿勢変更手段１６は、中心軸２２の下端に設置（固定）されている。
本実施形態における姿勢変更手段１６は、錘要素（錘（本体部））１４と、錘要素１４をｙ軸方向に移動（変位）させるｙ軸方向移動手段（ｙ軸方向変位手段）であるリニアアクチュエータ（第１のリニアアクチュエータ）１６ｙと、リニアアクチュエータ（ｙ軸方向移動手段）１６ｙおよび錘要素１４をｘ軸方向に移動（変位）させるｘ軸方向移動手段（ｘ軸方向変位手段）であるリニアアクチュエータ（第２のリニアアクチュエータ）１６ｘとを有している。

なお、前記リニアアクチュエータ１６ｘおよび１６ｙにより、小型飛行体１に対して錘要素１４を移動（変位）させる移動手段（変位手段（変位機構））が構成される。
図７に示すように、リニアアクチュエータ１６ｘと、リニアアクチュエータ１６ｙとは、互いの後述するスライダ１８１が対向した状態で、１つのピン（接続部材）１８６を介して、互いに接合されている。
ピン１８６は、円柱状のピン本体１８６ａと、その両端に形成されたフランジ１８６ｂとで構成されている。各フランジ１８６ｂには、孔部１８６ｃが設けられている。

一方のフランジ１８６ｂの孔部１８６ｃと、リニアアクチュエータ１６ｙのスライダ１８１の孔部１８５（図８参照）とが一致するように、ボルト（図示せず）を介して、リニアアクチュエータ１６ｙとスライダ１８１とが連されている。また、他方のフランジ１８６ｂの孔部１８６ｃと、リニアアクチュエータ１６ｘのスライダ１８１の孔部１８５（図８参照）とが一致するように、ボルト（図示せず）を介して、リニアアクチュエータ１６ｘとスライダ１８１とが連されている。このような構成により、互いのスライダ１８１同士が連結されている。

また、リニアアクチュエータ１６ｘと、リニアアクチュエータ１６ｙとは、互いのスライダ１８１の移動方向が直交、すなわち、リニアアクチュエータ１６ｘのスライダ１８１の移動方向がｘ軸方向、リニアアクチュエータ１６ｙのスライダ１８１の移動方向がｙ軸方向となるように接合されている。
また、この姿勢変更手段１６では、リニアアクチュエータ１６ｘが、上方に位置し、リニアアクチュエータ１６ｙが下方に位置し、図１に示すように、リニアアクチュエータ１６ｘの後述するベース１６１の中央部の上側が、中心軸２２の下端に接合されている。そして、リニアアクチュエータ１６ｙの後述するベース１６１の中央部の下側に、錘要素１４が接合されている。

次に、リニアアクチュエータ１６ｙと、リニアアクチュエータ１６ｘとについて、代表的に、リニアアクチュエータ１６ｙを説明する。
図８〜図１０に示すように、リニアアクチュエータ１６ｙは、板状のベース１６１と、板状の基台１７１と、板状のスライダ１８１と、振動体（駆動源）４とを有している。これらベース１６１、基台１７１、スライダ１８１および振動体４は、それぞれ、互いに略平行（一部が面方向に重なる場合も含む）になるように設置されている。

基台１７１は、ベース１６１の中央部に、そのベース１６１に対して図１０中左右方向に移動可能に設置されている。この場合、ベース１６１の中央部には、１対のガイドピン１６２が図１０中左右方向に沿って立設され、基台１７１には、図１０中左右方向に長い１対の長穴１７２が図１０中左右方向に沿って形成されている。各ガイドピン１６２は、それぞれ、対応する長穴１７２に挿入されている。これにより、基台１７１は、ガイドピン１６２に案内され、長穴１７２に沿って図１０中左右方向に移動することができる。

この基台１７１には、後述するロータ１６４（被駆動体１６５）を回転駆動する振動体４が設置されている。振動体４は、凸部（接触部）４６および１対の腕部４８を有し、その凸部４６が図１０中右側を向くように、基台１７１に対し、各腕部４８に形成された孔４８１に挿入されたボルト１７５によって固定されている。これにより、振動体４は、振動し得るように、各腕部４８によって支持される。

また、ベース１６１の図８、図９中上側の端部には、１対のバネ止めピン１６８が立設されている。一方、基台１７１には、１対のバネ掛け部１７３が形成されている。一方のバネ掛け部１７３は、基台１７１の図９中左側に設けられ、他方のバネ掛け部１７３は、基台１７１の図９中右側に設けられている。
そして、これら対応するバネ止めピン１６８とバネ掛け部１７３には、それぞれ、コイルバネ１７４（付勢手段）が伸張した状態（伸張状態）で設置されている。すなわち、各コイルバネ１７４は、それぞれ、その一端側が、基台１７１のバネ掛け部１７３に掛けられ（固定され）、他端側が、ベース１６１のバネ止めピン１６８に取り付けられている（固定されている）。

各コイルバネ１７４の弾性力（復元力）により、ベース１６１は、図８、図９中上側に向かって付勢され、振動体４の凸部４６は、後述する被駆動体１６５の外周面１６５１に当接するとともに押圧される。
また、ベース１６１の図８、図９中上側の端部で、かつ、図９中左右方向の中央部には、ロータ１６４が回転可能に設置されている。

ロータ１６４は、略円筒状をなす筒状部１６６と、筒状部１６６の外側（外周）に固着（固定）された被駆動体１６５と、円板状の円板状部１６９１および１６９２とを有している。
被駆動体１６５は、略リング状（円環状）をなしており、振動体４に対応する位置（基端側）に位置している。
図１０に示すように、円板状部１６９１は、筒状部１６６の上部に固定されている。この円板状部１６９１は、その下部の外径が漸減している。すなわち、円板状部１６９１は、その側面がテーパ状をなしている。

円板状部１６９２は、筒状部１６６の中央部に固定されている。この円板状部１６９２は、その上部の外径が漸減している。すなわち、円板状部１６９２は、その上部の側面がテーパ状をなしている。
また、ロータ１６４（筒状部１６６）の先端側の外周面には、ピニオンギア１６７が形成されている。これにより、ロータ１６４が回転すると、被駆動体１６５とピニオンギア１６７とが一体的に回転する。

また、ロータ１６４のピニオンギア１６７が形成されている部位（回転体である歯車）の径（外径）は、被駆動体１６５の径（外径）より小さく設定されており、これにより、減速機構が構成される。
また、前記ロータ１６４のピニオンギア１６７が形成されている部位（回転体である歯車）の径と、被駆動体１６５の径との比率を調整（変更）することにより、スライダ１８１の移動速度を任意に調整（変更）することができる。

また、ベース１６１の図９、図１０中下側の端部（角部）には、溝１６３１を有する２つのローラ１６３が回転可能に設置されている。溝１６３１は、互いに対向する（上下の）壁面がそれぞれ、円板状部１６９１（円板状部１６９２）の側面と同様に、テーパ状をなしている。
スライダ１８１は、これらのローラ１６３の溝１６３１内に位置し、各ローラ１６３とロータ１６４とで挟み込まれ、ベース１６１に対して図９中左右方向に移動可能に設置されている。すなわち、スライダ１８１は、各ローラ１６３およびロータ１６４により、その移動方向が図９中左右方向になり、かつ、姿勢が一定に保持されるように規制される。

図８、図９に示すように、スライダ１８１は、形状がカタカナの「エ」字状をなす板状体で構成されている。このスライダ１８１は、第１のスライダ部１８７と、第２のスライダ部１８８と、第１のスライダ部１８７と第２のスライダ部１８８とを連結する連結部１８９とを有している。
また、スライダ１８１の第１のスライダ部１８７の外側の端面には、スライダ１８１の移動方向に沿って、前記ロータ１６４に設けられているピニオンギア１６７と噛合するラックギア１８３が形成されている。このラックギア１８３とピニオンギア１６７とにより、ロータ１６４の回転運動がスライダ１８１の直線運動に変換される。従って、ラックギア１８３とピニオンギア１６７とで回転／移動変換機構が構成される。

また、前述した円板状部１６９１のテーパ状の側面と、円板状部１６９２のテーパ状の側面との間に、ラックギア１８３が入り込むため、上下方向（ｚ軸方向）におけるラックギア１８３（第１のスライダ部１８７）の位置が規制される。これにより、ラックギア１８３がピニオンギア１６７から離脱するのを防止することができる。
また、テーパ角を適宜設定することにより、ラックギア１８３とピニオンギア１６７との噛合深さを調整（管理）することができる。

スライダ１８１の第２のスライダ部１８８の外側の端面は、前述した溝１６３１のテーパ状の壁面に沿うような傾斜状をなしている。これにより、上下方向（ｚ軸方向）における第２のスライダ部１８９の位置を規制することができ、よって、第２のスライダ部１８９がローラ１６３から離脱するのを防止することができる。
また、スライダ１８１の第２のスライダ部１８８の両端部には、それぞれ、突出部１８４（ストッパ）が形成されている。これらの突出部１８４により、スライダ１８１の移動範囲が制限され（所定位置を越える移動が阻止され）、スライダ１８１の離脱が阻止（防止）される。

また、スライダ１８１の連結部１８９には、ピン１８６の孔部１８６ｃに対応する２つの孔部１８５が形成されている。
また、スライダ１８１の幅（図９中の上下方向の長さ）は、比較的長く設定されるのが好ましい。これにより、ベース１６１（ベース面）とスライダ１８１（スライダ面）とにおける、拗れを軽減することができる。

このリニアアクチュエータ１６ｙでは、振動体４が所定のパターンで振動すると、その振動により、凸部４６から（凸部４６を介して）被駆動体１６５に所定方向の回転力（駆動力）が繰り返し加えられ（与えられ）、ロータ１６４は、所定方向に回転する。そして、ロータ１６４に設けられているピニオンギア１６７と、スライダ１８１に設けられているラックギア１８３とにより、ロータ１６４の回転運動がスライダ１８１の直線運動に変換され、スライダ１８１は、各ローラ１６３に案内され、所定方向（例えば、ｙ軸方向の正方向）に移動する。すなわち、このスライダ１８１に対して、相対的に、ベース１６１と錘要素１４とが一体的に移動する。

一方、前記振動が逆になるように振動体４を励振すると、凸部４６から被駆動体１６５に前記と逆方向の回転力が繰り返し加えられ、ロータ１６４は、前記と逆方向に回転する。そして、ロータ１６４に設けられているピニオンギア１６７と、スライダ１８１に設けられているラックギア１８３とにより、ロータ１６４の回転運動がスライダ１８１の直線運動に変換され、スライダ１８１は、各ローラ１６３に案内され、前記と逆方向（例えば、ｙ軸方向の負方向）に移動する。すなわち、このスライダ１８１に対して、相対的に、ベース１６１と錘要素１４とが一体的に移動する。

このリニアアクチュエータ１６ｙによれば、構造が簡単で、小型化（特に、薄型化）・軽量化を図ることができ、また、低速で、かつ、高い駆動力が得られる。
これにより、錘要素１４、すなわち、重心を低速で、容易かつ確実に移動させることができ、これによって、小型飛行体１の姿勢を正確かつ確実に変更することができ、安定した飛行を行なうことができる。

また、スライダ１８１と振動体４とを重ねて配置することができるので、リニアアクチュエータ１６ｙの総面積を小さくすることができ、小型化に有利である。
また、例えば、振動体の接触部をスライダに当接して、直接、そのスライダを移動させる形態のリニアアクチュエータを用いる場合は、振動体をスライダに押し付ける力が、スライダの移動の際の抵抗になってしまうが、このリニアアクチュエータ１６ｙでは、振動体４からスライダ１８１へかかる負荷をなくすことができ、これにより、リニアアクチュエータ１６ｙの駆動が安定し、より安定した飛行を行なうことができる。

また、前記直接スライダを移動させる形態のリニアアクチュエータを用いる場合は、振動体の接触部によるスライダの摩耗を抑制するため、スライダを金属で構成するので、リニアアクチュエータの軽量化には不利であるが、このリニアアクチュエータ１６ｙでは、振動体４がスライダ１８１を直接駆動するわけではないので、スライダ１８１を、例えば、樹脂等の軽量な材料で構成することができ、これにより、リニアアクチュエータ１６ｙの軽量化、すなわち、小型飛行体１の軽量化を図ることができる。
リニアアクチュエータ１６ｘについては、前記リニアアクチュエータ１６ｙと同様であるので、説明を省略する。

なお、本発明では、リニアアクチュエータ１６ｙと、リニアアクチュエータ１６ｘとの一方を省略してもよい。
姿勢変更手段１６の振動体４では、電極を複数に分割し、それらに対して選択的に電圧を印加して、圧電素子を部分的に駆動することにより、面内の縦・屈曲の振動を任意に選択し得るようになっている。すなわち、振動体４への通電状態（振動体４の振動パターン）を変更することにより、振動体４の凸部４６の振動（振動変位）の方向を変え、これにより、被駆動体１６５を図９中時計回りと反時計回り（正方向と逆方向）のいずれの方向にも回転させることができるように構成されている。以下、この振動体４について説明するが、前記ロータ３および５を回転駆動する振動体４との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

図１２に示すように、振動体４は、前記ロータ３および５を回転駆動する振動体４と同様に、補強板４３の図１２中上側に圧電素子４２、下側に圧電素子４４を積層した構造であるが、圧電素子４２の図１２中上側に、板状の４つの電極４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄが設置され、圧電素子４４の図１２中下側に、板状の４つの電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃおよび４５ｄ（電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃおよび４５ｄは、図示せず、各符号のみを括弧内に示す）が設置されている点で、前記ロータ３および５を回転駆動する振動体４と異なっている。すなわち、圧電素子４２を４つの長方形の領域に略等しく分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄが設置され、同様に、圧電素子４４を４つの領域に分割（区分）し、分割された各領域に、それぞれ、長方形状をなす電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃおよび４５ｄが設置されている。なお、電極４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄの裏側に、それぞれ、電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃおよび４５ｄが配置されている。

一方の対角線上の電極４１ａおよび４１ｃと、これらの裏側に位置する電極４５ａおよび４５ｃとは、すべて電気的に接続され、同時に通電されるようになっており、同様に、他方の対角線上の電極４１ｂおよび４１ｄと、これらの裏側に位置する電極４５ｂおよび４５ｄとは、すべて電気的に接続（以下、単に「接続」と言う）され、同時に通電されるようになっている。

補強板４３は、アース（接地）されており、また、通電される電極４１ａ、４１ｃ、４５ａおよび４５ｃと、電極４１ｂ、４１ｄ、４５ｂおよび４５ｄとは、図示しないスイッチ（切替スイッチ）で切り替わり、そのいずれか一方に交流電圧が印加されるように構成されている。すなわち、図１５に示すように、振動体４は、図示しない前記スイッチを有する後述する駆動制御回路９に接続されており、その駆動制御回路９により、通電される電極が選択され（切り替わり）、交流電圧が印加されるようになっている。

また、凸部４６は、図１２中の右端部（短辺側）であって、補強板４３の幅方向中央（短辺の中央）に設けられている。
また、補強板４３には、弾性（可撓性）を有する１対（２つ）の腕部４８が一体的に形成されている。１対の腕部４８は、補強板４３の長手方向（図１２中左右方向）略中央に、長手方向と略垂直な方向であって、かつ、補強板（振動体４）を介して互いに反対方向に突出するように（図１２中上下対称に）設けられている。

振動体４の電極４１ａ、４１ｃ、４５ａおよび４５ｃに通電し、これらの電極４１ａ、４１ｃ、４５ａおよび４５ｃと、補強板４３との間に、交流電圧が印加されると、図１３に示すように、振動体４の電極４１ａ、４１ｃ、４５ａおよび４５ｃに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体４の凸部４６は、矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）する。被駆動体１６５は、振動体４の電極４１ａ、４１ｃ、４５ａおよび４５ｃに対応する部分が伸長するときに凸部４６から摩擦力（押圧力）を受ける。

すなわち、凸部４６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（被駆動体１６５の径方向の変位）によって、凸部４６と外周面１６５１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（被駆動体１６５の円周方向の変位）によって、被駆動体１６５に図１３中の反時計回りの回転力が与えられる。
振動体４が振動すると、このような力が被駆動体１６５に繰り返し作用し、被駆動体１６５は、図１３中の反時計回りに回転する。これにより、ロータ１６４は、図１３中の反時計回りに回転する。

前記と逆に、振動体４の電極４１ｂ、４１ｄ、４５ｂおよび４５ｄに通電し、これらの電極４１ｂ、４１ｄ、４５ｂおよび４５ｄと、補強板４３との間に、交流電圧が印加されると、図１４に示すように、振動体４の電極４１ｂ、４１ｄ、４５ｂおよび４５ｄに対応する部分がそれぞれ矢印ａ方向に繰り返し伸縮し、これにより、振動体４の凸部４６は、矢印ｂで示す斜めの方向に振動（往復運動）、または、矢印ｃで示すように、楕円振動（楕円運動）する。被駆動体１６５は、振動体４の電極４１ｂ、４１ｄ、４５ｂおよび４５ｄに対応する部分が伸長するときに凸部４６から摩擦力（押圧力）を受ける。

すなわち、凸部４６の振動変位Ｓの径方向成分Ｓ１（被駆動体１６５の径方向の変位）によって、凸部４６と外周面１６５１との間に大きな摩擦力が与えられ、振動変位Ｓの周方向成分Ｓ２（被駆動体１６５の円周方向の変位）によって、被駆動体１６５に図１４中の時計回りの回転力が与えられる。
振動体４が振動すると、このような力が被駆動体１６５に繰り返し作用し、被駆動体１６５は、図１４中の時計回りに回転する。これにより、ロータ１６４は、図１４中の時計回りに回転する。

なお、図１３および図１４では、それぞれ、振動体４の変形を誇張して示すとともに、腕部４８は図示されていない。
なお、本実施形態では、振動体４の電極を４分割して駆動する場合について説明したが、それは一例であり、本発明では、前述の振動体４の構造や駆動の方法に限定されるものではない。

また、各リニアアクチュエータ１６ｘおよび１６ｙは、それぞれ、スライダ１８１（錘要素１４）のｘ軸方向の位置（移動量）およびｙ軸方向の位置（移動量）を検出する図示しない位置検出手段（移動量検出手段）を有している。各位置検出手段は、それぞれ、所定の位置検出用スケールと、発光部および受光部を有するセンサとで構成されている。
リニアアクチュエータ１６ｘの振動体４が駆動し、スライダ１８１が移動すると、センサからの信号が後述する駆動制御回路９のｙ方向制御回路９２ｙに供給（入力）され、ｙ方向制御回路９２ｙは、その信号に基づいて、スライダ１８１（錘要素１４）のｙ軸方向の移動量や位置を求める。前記スライダ１８１（錘要素１４）の移動量や位置の情報は、スライダ１８１（錘要素１４）をｙ軸方向へ移動させる際の所定の制御や処理に利用される。

同様に、リニアアクチュエータ１６ｙの振動体４が駆動し、スライダ１８１が移動すると、センサからの信号が、後述する駆動制御回路９のｘ方向制御回路９２ｘに供給（入力）され、ｘ方向制御回路９２ｘは、その信号に基づいて、スライダ１８１（錘要素１４）のｘ軸方向の移動量や位置を求める。前記スライダ１８１（錘要素１４）の移動量や位置の情報は、スライダ１８１（錘要素１４）をｘ軸方向へ移動させる際の所定の制御や処理に利用される。

なお、各位置検出手段は、それぞれ、光学的に検出するものに限らず、例えば、磁気的に検出するものであってもよい。
ここで、リニアアクチュエータ１６ｘ、１６ｙの構成は、それぞれ、前述したものに限らず、例えば、図１１に示す構成のものであってもよい。以下、リニアアクチュエータ１６ｙと、リニアアクチュエータ１６ｘとについて、代表的に、リニアアクチュエータ１６ｙを説明するが、前記図９に示すリニアアクチュエータ１６ｙとの相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

図１１に示すように、リニアアクチュエータ１６ｙでは、スライダ１８１が略四角形の枠状をなしている。すなわち、スライダ１８１の中央部には、略四角形の開口１８２が設けられている。これにより、軽量化を図ることができる。また、この開口１８２を利用して振動体の４の着脱を行なうことができ、メンテナンス性が向上する。
このスライダ１８１の図１１中右側の内側の端面に、スライダ１８１の移動方向に沿って、ロータ１６４に設けられているピニオンギア１６７と噛合するラックギア１８３が形成されている。

また、平面視で（図１１において）、振動体４とスライダ１８１とが干渉しないように、スライダ１８１が、ロータ１６４と各ローラ１６３とによって、その内側から保持されるように（スライダ１８１が、ロータ１６４と各ローラ１６３とを挟み込むように）構成されている。
これにより、リニアアクチュエータ１６ｙ全体の厚みをさらに減少させることができる。

次に、錘要素１４について説明する。
図１に示すように、錘要素１４は、所定の回路を有する回路基板（フレキシブル回路基板）１３と、回路基板１３を保持する保持枠１４１と、小型飛行体１を駆動するエネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段としての蓄電池（電池）１５とを有している。
回路基板１３には、例えば、図１５に示す駆動制御回路９、姿勢制御センサ８等の駆動回路が設けられている。

蓄電池１５は、その形状が板状（ブロック状）をなしている。この蓄電池１５は、フラットケーブル（図示せず）を介して、回路基板１３に接続されている。これにより、回路基板１３等の小型飛行体１の各部に電力が供給される。
保持枠１４１は、形状が略直方体をなしている。この保持枠１４１には、形状が略直方体をなし、保持枠１４１を貫通する中空部１４２が形成されている。

中空部１４２が形成されていない保持枠１４１の側面１４３と、保持枠１４１の底面１４４とには、回路基板１３の一部（例えば、姿勢制御センサ８の基板等）が設けられ（固定され）ている。すなわち、回路基板１３の一部が保持枠１４１の外周に沿って設けられている。これにより、回路基板１３の面積を大きくすることができ、よって、回路基板１３に多くの回路（回路パターン）を形成することができる。

また、中空部１４２にも同様に、回路基板１３の一部（例えば、ＢＴ基板等）が設けられ（固定され）ている。この回路基板１３は、中空部１４２を上下方向に２つに仕切るように設けられている。これにより、保持枠１４１の内側（中空部１４２）を有効に利用することができる。
また、保持枠１４１の底面１４４の四隅には、それぞれ、爪部１４５が設けられている。各爪部１４５は、蓄電池１５の縁部（角部）１５１に係合するように形成されている。これにより、蓄電池１５が着脱自在に挟持され、蓄電池１５の交換が容易となる。

このような構成の錘要素１４は、その質量が小型飛行体１の質量の大部分を占めるので、錘要素１４の移動により、重心の位置を容易に移動させることができる。
図１５に示すように、姿勢制御センサ８は、Ｚ軸の回り（θｚ方向）の回転を検出するジャイロセンサ８１ｚと、Ｘ軸方向の加速度（αｘ）を検出する加速度センサ８１ｘと、Ｙ軸方向の加速度（αｙ）を検出する加速度センサ８１ｙと、で構成されている。

また、駆動制御回路９は、θｚ検出回路９１ｚと、αｘ検出回路９１ｘと、αｙ検出回路９１ｙと、θｚ制御回路９２ｚと、ｘ方向制御回路９２ｘと、ｙ方向制御回路９２ｙと、第１の駆動回路９３１と、第２の駆動回路９３２と、ｙ駆動回路９３ｙと、ｘ駆動回路９３ｘと、リニアアクチュエータ１６ｙの振動体４の通電される電極を切り替える図示しないスイッチ（切替スイッチ）と、リニアアクチュエータ１６ｘの振動体４の通電される電極を切り替える図示しないスイッチ（切替スイッチ）とで構成されている。

第１の駆動回路９３１は、ロータ３を回転駆動する振動体４に接続され、第２の駆動回路９３２は、ロータ５を回転駆動する振動体４に接続されている。
また、ｙ駆動回路９３ｙは、前記電極を切り替えるスイッチを介してリニアアクチュエータ１６ｙの振動体４に接続され、ｘ駆動回路９３ｘは、前記電極を切り替えるスイッチを介してリニアアクチュエータ１６ｘの振動体４に接続されている。
図１に示すように、中心軸２２の途中には、形状がドーム状（半球状）をなすカウリング７が固定されて（設けられて）いる。

基本姿勢において（図１に示すように）、カウリング７は、鉛直上方に向う凸部と、鉛直下方に向けて開口する内腔部（中空部）７３とを有している。
カウリング７がドーム状の凸部７２を有していることにより、回転翼３４、５４からの気流を好ましい流れにすることができ、よって、小型飛行体１が揚力を確実に得ることができる。また、外面７１の形状が滑らかであるため、前記気流に渦が生じるのを防止することができる、すなわち、気流を整流することができる。

また、気流が外面７１に沿って滑らかに流れるため、空気抵抗を抑制することができ、よって、蓄電池１５の電力を消費するのを抑制することができる。
また、カウリング７が内腔部７３を有していることにより、ｘ軸方向移動手段１６ｘ、ｙ軸方向移動手段１６ｙ、接地手段の固定部等が内腔部７３に入り込むことができ、よって、高さ方向（図１中の上下方向）における小型飛行体１の大きさ（高さ）を小さくする（抑える）ことができる。また、ｘ軸方向移動手段１６ｘおよびｙ軸方向移動手段１６ｙが内腔部７３に入り込むことにより、外面７１によって、両手段を保護することができる。また、小型飛行体１を無線で遠隔操作するような場合には、カウリング７がアンテナ（パラボラアンテナ）として機能することができる。

また、カウリング７は、その中心軸（中心線）と中心軸２２とが略一致するような形状、すなわち、中心軸２２の長手方向から見て対称となる形状をなしている。これにより、小型飛行体１の飛行姿勢（飛行状態）を安定させることができる。
カウリング７の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料や各種プラスチック（樹脂材料）等を単独または組み合わせて用いることができる。これにより、カウリング７を容易に形成することができる。また、上空におけるの日光、γ線等から駆動制御回路９を保護することができる。

図１に示すように、小型飛行体１を接地する接地箇所５００には、２つの電極２００が設けられている。各電極２００は、それぞれ、電力供給源２０１に接続されている。
接地手段６により小型飛行体１が接地箇所５００に接地した際、脚６１が電極２００に接続されて、脚６１が電極２００と通電する。このとき、蓄電池１５は、脚６１と、脚６１と蓄電池１５とを接続するケーブルとを介して、電力供給源２０１からの電力が蓄積される。
このように、接地箇所５００に電極２００と電力供給源２０１とが設けられていることにより、小型飛行体１が接地箇所５００に着陸（接地）するごとに、小型飛行体１（蓄電池１５）に電力を確実に蓄積することができる。

図１６〜図１９は、それぞれ、図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。図２０は、図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（平面図）、図２１は、図１に示す小型飛行体の接地手段の脚のバネ力（弾性力）および回転翼（ロータ）の回転数が一定の場合の揚力と、小型飛行体の高度との関係を示すグラフ、図２２および図２３は、それぞれ、図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。

図１６に示すように、重心の位置が回転中心線３６（中心軸２２）の延長線上にある場合は、回転中心線３６の方向は、鉛直方向となる。このときの揚力は、鉛直成分（推力）のみである。
そして、図１７に示すように、錘要素１４の移動（変位）により、重心が移動すると、揚力が作用（発生）する支点Ｐと重心とを通る直線Ｌの方向が、鉛直方向となるように小型飛行体１（回転中心線３６）が傾く。これにより、揚力に水平成分（並進力）が発生し、小型飛行体１は、水平方向に移動する。

また、前述したように、各脚６１は、それぞれ、弾性（バネ性）を有しているので、図１８に示すように、揚力が０のときは、各脚６１は、それぞれ、その脚６１が地面（床面（接地箇所５００））に接触していない場合（自然状態）に比べ、小型飛行体１の自重によって外側に広がっている。
一方、図１９に示すように、回転翼３４、５４（ロータ３、５）が回転し、揚力が発生すると、その揚力が大きくなるほど、各脚６１に掛かる力が減少し、各脚６１の復元力（弾性力）により、互いの脚６１の間隔が狭まってゆき、各脚６１は、それぞれ、自然状態に近づいてゆく。

前述したように、小型飛行体１の回転中心線３６（ｚ軸）の回りの回転制御が行なわれていない回転翼３４、５４（ロータ３、５）の回転開始時は、各脚６１が広がっている状態なので（回転中心線３６と、脚６１の地面への接地点との間の距離が長いので）、図２０に示すように、地面と脚６１の先端部６２（先端６２１）との間の摩擦力による、回転中心線３６を中心とした小型飛行体１の回転を抑える力（モーメント）が強く働く。これにより、小型飛行体１の回転中心線３６の回りの回転が阻止される（強制的に小型飛行体１を回転させない）。

そして、回転翼３４、５４（ロータ３、５）の回転速度が上がり、小型飛行体１が浮上してゆき、互いの脚６１の間隔が狭まってゆくと（回転中心線３６と、脚６１の地面への接地点との間の距離が短くなってゆくと）、地面と先端部６２との間の摩擦力による、前記小型飛行体１の回転を抑える力（モーメント）は小さくなってゆく。これにより、前記小型飛行体１の回転を阻止した状態から、小型飛行体１の浮上にともなって、徐々に、小型飛行体１の回転中心線３６の回りの回転制御に切り替えてゆくことができる。

また、離陸の際は、各脚６１のバネ力（弾性力）によって、小型飛行体１の浮上を補助（アシスト）する。
この場合、図２１に点線で示すように、脚６１のバネ力が線形性を有していると、地表効果の影響が最も大きい高度０のときに、バネ力が最大となり、バネ力によるアシスト量が過剰になり、離陸開始時に急浮上してしまい、バランスを失い易くなってしまうことがある。そこで、脚６１のバネ力に非線型性を持たせ、高度０付近ではバネ力が飽和するように構成するのが好ましい。これにより、適度な脚６１のバネ力で小型飛行体１の浮上を補助することができ、スムーズな離陸を行なうことができる。

また、各脚６１は、それぞれ、弾性（バネ性）を有しているので、図２２に示すように、揚力が０のときは、各脚６１は、それぞれ、小型飛行体１の自重によって外側に広がり、かつ、地面と接する各脚６１の接点Ｑは、それぞれ、脚６１の基端側（根元の方）に位置している。
一方、図２３に示すように、回転翼３４、５４（ロータ３、５）が回転し、揚力が発生すると、その揚力が大きくなるほど、各脚６１に掛かる力が減少し、互いの脚６１の間隔が狭まってゆき、かつ、地面と接する各脚６１の接点Ｑは、それぞれ、脚６１の先端側に向かって移動する。

すなわち、地面に脚６１が接地している状態において、脚６１にかかる荷重（自重）に応じて、地面に接する脚６１の接点Ｑの位置が変化するように、脚６１が湾曲する。地面に接する脚６１の接点Ｑは、小型飛行体１が最も上昇した状態において、脚６１の固定されている固定部６１からの長さ（距離）が最も長く、脚６１の剛性が最も低く、逆に、小型飛行体１が最も下降した状態において、脚６１の固定されている固定部６１からの長さ（距離）が最も短く、脚６１の剛性が最も高い。

これにより、例えば、小型飛行体１が着陸する際、脚６１に荷重がかかるにつれ、脚６１の剛性が大きくなり、急着陸をしたとしても、小型飛行体１の機体の底部（錘要素１４等）と地面との衝突を防止することができる。
このような小型飛行体１に対し、地上（床）には、図示しない操作部（コントローラ）が設けられており、この操作部と小型飛行体１とは、無線で通信することができ、前記操作部から小型飛行体１を無線で遠隔操作（ロータ３および５の回転数の調整、錘要素１４のｘ軸方向およびｙ軸方向の位置の調整等）することができるようになっている。

そして、この小型飛行体１では、ジャイロセンサ８１ｚによるθｚ方向の検出値と、Ｚ軸方向の指示値（高さ指示値）と、Ｚ軸の回りの指示値（θｚ方向の指示値）とに基づいて、ロータ３およびロータ５の回転数（回転速度）をそれぞれ制御する。
すなわち、Ｚ軸方向の指示値がθｚ制御回路９２ｚへ入力されると、そのＺ軸方向の指示値（高さ）になるように、第１の駆動回路９３１および第２の駆動回路９３２を介して、ロータ３および５を回転駆動する各振動体４の駆動が制御される。これにより、小型飛行体１を上昇または下降させることができ、また、所定の高さに保持することができる。

また、θｚ方向の指示値がθｚ制御回路９２ｚへ入力されると、そのθｚ方向の指示値（向き）になるように、第１の駆動回路９３１および第２の駆動回路９３２を介して、ロータ３および５を回転駆動する各振動体４の駆動が制御される。これにより、小型飛行体１をθｚ方向に、正逆いずれの方向へも所定量（所定角度）回転させることができ、θｚ方向に、所定の角度（向き）に保持することができる。

また、この小型飛行体１では、加速度センサ８１ｘによる加速度αのｘ方向の検出値と、Ｘ軸方向の指示値とに基づいて、錘要素１４のＸ軸方向の位置を制御する。
すなわち、Ｘ軸方向の指示値がｘ方向制御回路９２ｘへ入力されると、そのＸ軸方向の指示値になるように、ｘ駆動回路９３ｘを介して、リニアアクチュエータ１６ｘの振動体４の駆動が制御される。これにより、ベース１６１とともに錘要素１４およびリニアアクチュエータ１６ｙがＸ軸方向へ移動し、小型飛行体１の重心がＸ軸方向へ移動して、小型飛行体１の各ロータ３および５の回転中心線３６が、ＸＺ平面内で所定角度回転し、鉛直線に対してｘ軸に対し所定角度傾斜する。

このようにして、小型飛行体１を前記回転中心線３６の傾斜方向に、例えば、水平移動（飛行）させることができる。
また、この小型飛行体１では、加速度センサ８１ｙによる加速度αのｙ方向の検出値と、Ｙ軸方向の指示値とに基づいて、錘要素１４のＹ軸方向の位置を制御する。
すなわち、Ｙ軸方向の指示値がｙ方向制御回路９２ｙへ入力されると、そのＹ軸方向の指示値になるように、ｙ駆動回路９３ｙを介して、リニアアクチュエータ１６ｙの振動体４の駆動が制御される。これにより、錘要素１４がＹ軸方向へ移動し、小型飛行体１の重心がＹ軸方向へ移動して、小型飛行体１の各ロータ３および５の回転中心線３６が、ＹＺ平面内で所定角度回転し、鉛直線に対してｙ軸に対し所定角度傾斜する。

このようにして、小型飛行体１を前記回転中心線の傾斜方向に、例えば、水平移動（飛行）させることができる。
以上説明したように、この小型飛行体１によれば、安定した浮上（飛行）を行なうことができ、小型飛行体を、容易かつ確実に、任意の位置に移動（飛行）させることができる。

特に、地表付近では地表効果の影響で外乱が大きくなるので、姿勢が不安定になり易いが、この小型飛行体１では、離着陸を容易かつ確実に行なうことができる。
また、この小型飛行体１では、構造が簡単で、小型化・軽量化を図ることができる。また、製造コストの低減も図ることができる。
また、図１に示すように（基本姿勢において）、小型飛行体１では、回転翼３４、５４（ロータ３、５）と、ｘ軸方向移動手段１６ｘおよびｙ軸方向移動手段１６ｙと、回路基板１３と、蓄電池１５とが、鉛直下方に沿って順に配置されている。これにより、小型飛行体１の重心を低くすることができ、よって、小型飛行体１が安定して飛行することができ、小型飛行体１の飛行方向を容易に変更することができる。

また、たとえ小型飛行体１が蓄電池１５から接地したとしても、下側に位置している蓄電池１５の重量が大きいため、接地による衝撃を防止または抑制することができる。
また、回路基板１３と蓄電池１５とが互いに近傍に配置されているため、回路基板１３と蓄電池１５とを接続するケーブルの長さを短くすることができる。これにより、このケーブルの重量を小さくすることができ、また電圧降下が防止または抑制される。

また、ｘ軸方向移動手段１６ｘおよびｙ軸方向移動手段１６ｙと、回路基板１３とが互いに近傍に配置されているため、これらを接続するケーブルの長さを短くすることができる。これにより、このケーブルの重量を小さくすることができ、また電圧降下が防止または抑制される。
また、図２０に示すように回転翼３４、５４と、ｘ軸方向移動手段１６ｘおよびｙ軸方向移動手段１６ｙとは、中心軸２２の長手方向から見て対称となるように設けられている。
これにより、回転翼３４、５４からの気流を全体として鉛直方向の流れとすることができ、よって、飛行している小型飛行体１の鉛直方向における安定性を向上させることができる。

また、本実施形態では、被駆動体３３、５３を回転駆動する振動体４は、それぞれ、１つ設置されているが、本発明では、その振動体４を複数設け、被駆動体３３、５３を、それぞれ、複数の振動体４で回転駆動してもよい。
また、本実施形態では、錘要素１４は、１つであるが、本発明では、錘要素１４は、複数設けられていてもよい。

また、本発明では、例えば、錘要素１４を２つ設け、リニアアクチュエータ１６ｘで、一方の錘要素１４をｘ軸方向に移動（変位）させ、リニアアクチュエータ１６ｙで、他方の錘要素１４をｙ軸方向に移動（変位）させるように構成してもよい。すなわち、リニアアクチュエータ１６ｘと、リニアアクチュエータ１６ｙとを独立させ、それぞれに、専用の錘要素１４を設け、リニアアクチュエータ１６ｘで、一方の錘要素１４をｘ軸方向に移動させ、リニアアクチュエータ１６ｙで、他方の錘要素１４をｙ軸方向に移動させるように構成してもよい。

また、本発明では、小型飛行体１の遠隔操作の方法は、無線操縦に限らず、例えば、有線操縦によるものであってもよい。すなわち、図示しない操作部と小型飛行体１とが図示しないリード線（導線）で接続されており、このリード線によって、前記操作部から小型飛行体１を遠隔操作するようになっていてもよい。
また、電池としては、蓄電池（２次電池）に限定されず、例えば、１次電池、太陽電池（光電変換素子と２次電池とを組み合わせたもの）等であってもよい。

＜第２実施形態＞
図２４は、本発明の小型飛行体の第２実施形態を示す断面図である。
以下、この図を参照して本発明の小型飛行体の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、エネルギ蓄積手段の構成が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

小型飛行体１Ａでは、エネルギ蓄積手段が燃料電池３０で構成されている。
図２４に示すように、燃料電池３０は、燃料タンク３０１と、ゼーベック素子３０２（例えば、特開２００４−１４００４８号公報参照）と、発熱部３０３とを有している。
燃料タンク３０１は、例えばブタン等の燃料が貯留（蓄積）される部位である。燃料タンク３０１は、固定部６０の下面に設置（固定）されている。

発熱部３０３は、燃料タンク３０１から抽出された（取り出された）燃料を燃焼させる部位である。発熱部３０３は、カウリング７の内腔部７３の形状に沿ったドーム状をなしている。この発熱部３０３は、中心軸２２の固定部６０側に設けられた連結部材３０４を介して、中心軸２２に連結されて（固定されて）いる。
なお、発熱部３０３としては、特に限定されず、例えば、マイクロ燃焼器等が用いられる。

ゼーベック素子３０２は、発熱部３０３の外周部３０５に、均等の厚さで設けられている。また、ゼーベック素子３０２外周部（外側）には、カウリング７が設けられており、このカウリング７が燃料電池３０の筐体としても機能している（図２４参照）。これにより、改めて燃料電池３０の筐体を設けるのを省略することができる。すなわち、燃料電池３０を構成する部品点数を減少させることができる。

また、エネルギ蓄積手段に燃料電池３０を用いていることにより、エネルギ蓄積手段に例えば１次電池や２次電池（蓄電池）を用いたときよりも、小型飛行体１の飛行時間を長くすることができる。
次に、このような構成の燃料電池３０により電力（電気）が発生する過程を説明する。
まず、燃料タンク３０１から燃料を抽出し、この抽出された燃料を発熱部３０３によって燃焼させる。これにより、燃焼反応が起こり、発熱部３０３の外周部３０５に熱が発生する。

外周部３０５で発生した熱は、ゼーベック素子３０２を通過して、大気中へ放出される。このとき、ゼーベック素子３０２では、前記熱の一部が電気に変換される。この電気を取り出し、小型飛行体１を駆動する。
なお、カウリング７は、燃料電池３０の筐体を構成しているのに限定されず、例えば、燃料電池３０の放熱部、冷却部、低温側熱交換基盤等を構成してもよい。これにより、燃料電池３０を構成する部品点数を減少させることができる。また、他の方式の燃料電池の場合には、カウリングがイオン交換膜であることにより、空気の供給や排ガス等の排出が容易になり、性能が向上する。

＜第３実施形態＞
図２５は、本発明の小型飛行体の第３実施形態を示す斜視図、図２６は、図２５に示す小型飛行体が接地したときの正面図である。
以下、この図を参照して本発明の小型飛行体の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

本実施形態は、接地手段の固定部の形状が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。
図２５に示すように、小型飛行体１Ｂの固定部６０Ｂは、形状が四角形の板状体で構成されている。
固定部６０Ｂには、固定部６０Ｂを厚さ方向（ｚ軸方向）に貫通する「コ」の字状の溝６３１、６３２、６３３、６３４が設けられ（形成され）ている。

溝６３１と溝６３２とは、中心軸２２を中心として、互いに対向して設けられている。これにより、溝６３１と溝６３２との間には、肉厚の薄い薄肉部６４が形成される。
また、溝６３１および溝６３２の外側には、中心軸２２を中心として、互いに対向して設けられた溝６３３と溝６３４とが形成されている。これにより、溝６３３と溝６３４との間には、肉厚の薄い薄肉部６５が形成される。

また、溝６３３および６３４の形成方向は、溝６３１および６３２の形成方向と略直角をなしている。
このような溝６３１、６３２、６３３、６３４が設けられていることにより、薄肉部６４は、θｘ方向に回転し易くなり、薄肉部６５は、θｙ方向に回転し易くなる。すなわち、このような溝６３１、６３２、６３３、６３４が設けられていることにより、固定部６０Ａは、ジンバル構造をなすこととなる。これにより、中心軸２２は、θｘ方向およびθｙ方向のそれぞれに自在に傾倒することができる。

図２６に示すように、接地箇所５００が水平方向に対して傾斜していた場合、脚６１（接地手段６）が接地箇所５００に接地すると、錘要素１４は、鉛直下方（ｚ軸方向）に重力（図２６中の矢印で示す）を受ける。これに伴って、中心軸２２も鉛直下方に重力を受ける。このとき、中心軸２２は、前述したジンバル構造の固定部６０Ｂに固定されているため、鉛直方向を向く。

このように、小型飛行体１Ｂが着陸（接地）したときに中心軸２２が鉛直方向を向くことにより、離陸時の推力が鉛直上方を向くため、小型飛行体１の離陸が容易となる。
以上、本発明の小型飛行体を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
また、第２実施形態で示したジンバル構造をなす接地手段の固定部を、第１実施形態の接地手段の固定部、第２実施形態の接地手段の固定部に適用してもよい。
また、ロータを回転駆動する駆動源としては、図示の振動体であるのに限定されず、例えば、電磁モータ、ガスタービン、レシプロエンジン等であってもよい。

また、本発明では、振動体の形状、構造は、図示の構成に限らず、被駆動体を回転駆動することができるものであればいかなるものでもよい。例えば、圧電素子が１枚のものや、補強板を有さないものや、被駆動体と当接する部分に向かって幅が漸減するような形状のもの等であってもよい。
また、本発明の小型飛行体の大きさは、特に限定されないが、特に、回転翼を備えたロータの直径が、例えば、５〜３００ｍｍ程度の比較的小さい小型飛行体に好適である。

また、本発明では、接地手段の脚の数は、４本に限定されず、例えば、３本、または、５本以上であってもよい。
また、蓄電池を挟持する爪部の形成数は、４つに限定されず、例えば、２つ、３つ、５つ以上であってもよい。
また、本発明の小型飛行体は、前述したように、小型、軽量、高性能という特徴を有しているため、応用範囲が広く、その用途としては、玩具はもとより、各種のものに適用することができる。例えば、人間の入れないような環境（狭いところ、放射能で汚染されたところ等）を飛行し、各種センサにより情報収集を行ったり、輸送を行ったりする装置等として使用することができる。

本発明の小型飛行体の第１実施形態を示す斜視図である。 図１に示す小型飛行体における中心軸付近を拡大して示す断面側面図である。 図１に示す小型飛行体におけるスタビライザバーおよびその近傍を示す斜視図である。 図１に示す小型飛行体における振動体の斜視である。 図１に示す小型飛行体における振動体が被駆動体を駆動する様子を示す平面図である。 図１に示す小型飛行体における振動体の凸部が楕円運動する様子を示す平面図である。 図１に示す小型飛行体における姿勢変更手段の斜視図である。 図７に示す姿勢変更手段のリニアアクチュエータの斜視図である。 図７に示す姿勢変更手段のリニアアクチュエータの平面図である。 図９中のＡ−Ａ線での断面図である。 リニアアクチュエータの他の構成例を示す平面図である。 図１に示す小型飛行体における振動体の斜視図である。 図１に示す小型飛行体における振動体が被駆動体を駆動する様子を示す平面図である。 図１に示す小型飛行体における振動体が被駆動体を駆動する様子を示す平面図である 図１に示す小型飛行体の回路構成を示すブロック図である。 図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。 図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。 図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。 図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。 図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（平面図）である。 図１に示す小型飛行体の接地手段の脚のバネ力（弾性力）および回転翼（ロータ）の回転数が一定の場合の揚力と、小型飛行体の高度との関係を示すグラフである。 図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。 図１に示す小型飛行体の作用等を説明するための模式図（側面図）である。 本発明の小型飛行体の第２実施形態を示す断面図である。 本発明の小型飛行体の第３実施形態を示す斜視図である。 図２５に示す小型飛行体が接地したときの側面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ……小型飛行体 ２……基部 ２１……基板 ２１２……孔 ２２……中心軸 ２２１……中空部 ２２２……孔 ２３……振動体取付部 ３……ロータ ３１……筒状部材 ３２……回転翼固定部材 ３２１……筒状部 ３２２……固定部 ３３……被駆動体 ３３１……外周面 ３４……回転翼 ３５……軸孔 ３６……回転中心線 ４……振動体 ４１、４５……電極 ４１ａ〜４１ｄ……電極 ４５ａ〜４５ｄ……電極 ４２、４４……圧電素子 ４３……補強板 ４６……凸部 ４７１、４７２……ケーブル ４８……腕部 ４８１……孔 ４９……中心線 ５……ロータ ５１……筒状部材 ５２……回転翼固定部材 ５２１……筒状部 ５２２……固定部 ５２３……軸 ５３……被駆動体 ５３１……外周面 ５４……回転翼 ５４１……軸 ５５……軸孔 ６……接地手段 ６０、６０Ａ、６０Ｂ……固定部 ６１……脚 ６２……先端部 ６２１……先端 ６３１、６３２、６３３、６３４……溝 ６４、６５……薄肉部 ８……姿勢制御センサ ８１ｘ、８１ｙ……加速度センサ ８１ｚ……ジャイロセンサ ７……カウリング ７１……外面 ７２……凸部 ７３……内腔部 ９……駆動制御回路 ９１ｘ……αｘ検出回路 ９１ｙ……αｙ検出回路 ９１ｚ……θｚ検出回路 ９２ｘ……ｘ方向制御回路 ９２ｙ……ｙ方向制御回路 ９２ｚ……θｚ制御回路 ９３１……第１の駆動回路 ９３２……第２の駆動回路 ９３ｘ……ｘ駆動回路 ９３ｙ……ｙ駆動回路 １１……軸受け １２……ボルト １３……回路基板 １４……錘要素 １４１……保持枠 １４２……中空部 １４３……側面 １４４……底面 １４５……爪部 １５……蓄電池 １５１……縁部 １５２……ケーブル １６……姿勢変更手段 １６ｘ……ｘ軸方向移動手段 １６ｙ……ｙ軸方向移動手段 １６１……ベース １６２……ガイドピン １６３……ローラ １６３１……溝 １６４……ロータ １６５……被駆動体 １６５１……外周面 １６６……筒状部 １６７……ピニオンギア １６８……バネ止めピン １６９１、１６９２……円板状部 １７１……基台 １７２……長穴 １７３……バネ掛け部 １７４……コイルバネ １７５……ボルト １８１……スライダ １８２……開口 １８３……ラックギア １８４……突出部 １８５……孔部 １８６……ピン １８６ａ……ピン本体 １８６ｂ……フランジ １８６ｃ……孔部 １８７……第１のスライダ部 １８８……第２のスライダ部 １８９……連結部 １９……姿勢安定化手段 １９１……スタビライザバー １９２……錘部 １９３……スタビライザジョイント １９４……支持部 １９５……軸 ２００……電極 ２０１……電力供給源 ３０……燃料電池 ３０１……燃料タンク ３０２……ゼーベック素子 ３０３……発熱部 ３０４……連結部材 ３０５……外周部 ５００……接地箇所

Claims (14)

1. 軸と、
   前記軸に略同軸的に設けられ、互いに反対方向に回転可能な２つのロータと、
   前記各ロータに設けられた回転翼と、
   前記各ロータを介して前記回転翼を回転させる駆動源と、
   前記駆動源に接続されたケーブルとを備え、
   前記軸には、その長手方向に沿って中空部が形成されており、該中空部内に前記ケーブルが挿通されていることを特徴とする小型飛行体。
2. 基本姿勢において、鉛直上方に向う凸部を有し、前記軸の長手方向から見て対称となる形状をなすカウリングを有する請求項１に記載の小型飛行体。
3. 基本姿勢において、鉛直上方に向う凸部を有し、前記軸に設けられたカウリングと、
   前記小型飛行体を駆動するエネルギを蓄積する部位としての燃料電池とを備え、
   前記カウリングの少なくとも一部は、前記燃料電池の一部を構成している請求項１に記載の小型飛行体。
4. 基本姿勢において、鉛直上方に向う凸部を有し、前記軸に設けられたカウリングと、
   前記小型飛行体を駆動するエネルギを蓄積する燃料電池とを備え、
   前記カウリングの少なくとも一部は、前記燃料電池の筐体として機能している請求項１に記載の小型飛行体。
5. 基本姿勢において、前記カウリングは、鉛直下方に向けて開口する内腔部を有している請求項２ないし４のいずれかに記載の小型飛行体。
6. 前記カウリングは、金属材料、樹脂材料またはそれらを組み合わせた材料で構成されている請求項２ないし５のいずれかに記載の小型飛行体。
7. 所定回路を有する回路基板と、前記小型飛行体を駆動するエネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段を含む本体部に対して前記ロータ、回転翼、駆動源からなる推力発生手段と、前記推力発生手段を変位させる変位機構と、前記変位した推力発生手段により飛行姿勢を変更する姿勢変更手段とを備えている請求項１ないし６のいずれかに記載の小型飛行体。
8. 基本姿勢において鉛直下方に沿って順に配置された、前記ロータと、前記変位機構と、前記回路基板と、前記エネルギ蓄積手段とを備えた請求項７に記載の小型飛行体。
9. 前記エネルギ蓄積手段は、電池で構成されており、
   前記電池の縁部に係合し、該電池を着脱自在に挟持する複数の爪部を備えている請求項７または８に記載の小型飛行体。
10. 基本姿勢において、前記変位機構よりも鉛直上方側の前記軸に固定され、ジンバル構造をなす固定部と、該固定部から鉛直下方へ延出する脚とを有し、前記小型飛行体を支持する接地手段を備え、
    前記接地手段により接地した際、前記ジンバル構造により前記軸がほぼ鉛直方向を向くよう構成されている請求項７ないし９のいずれかに記載の小型飛行体。
11. 前記エネルギ蓄積手段は、蓄電池で構成され、
    前記小型飛行体を接地する接地箇所には、電力供給源に接続された電極が設けられており、
    前記接地手段により前記接地箇所に接地した際、前記蓄電池は、前記脚を介して前記電極と通電して、前記電力供給源からの電力が蓄積される請求項７ないし１０のいずれかに記載の小型飛行体。
12. 前記回転翼および前記変位機構は、それぞれ、前記軸の長手方向から見て対称となるように設けられている請求項７ないし１１のいずれかに記載の小型飛行体。
13. 所定の回路を有する回路基板と、
    前記回路基板を保持し、形状が略直方体をなす保持枠とを備え、
    前記回路基板は、前記保持枠の外周に沿って設けられている請求項１ないし１２のいずれかに記載の小型飛行体。
14. 所定の回路を有する回路基板と、
    前記回路基板を保持し、形状が略直方体をなす保持枠とを備え、
    前記回路基板は、前記保持枠の内側に設けられている請求項１ないし１３のいずれかに記載の小型飛行体。
    

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