JP2023550893A - 垂直上昇・水平下降回転羽ばたき飛行装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、両側の羽根を上下に漕ぐ羽ばたき飛行装置に関し、飛行装置の胴体を基準として両側の側面から内側中端、中央上端、外側中端、中央下端の循環方向に円運動する公転軌道に沿って公転し、これと同時に自転する２重回転方式により羽ばたきをする回転羽根が、内側中端を通るときには略垂直に立てられて流体の抵抗なしに上昇する上向き羽ばたきをし、中央上端を通るときには、羽根面が上向き４５°に傾いた状態で外側に移動する外向き羽ばたきをし、流体を外側の下方に押し下げながら浮揚力を生成し、外側中端を通るときには、羽根面が略水平方向に拡開された状態で垂直下降する下向き羽ばたきをし、流体を鉛直下方に押し下げながら浮揚力を生成し、中央下端を通るときには、羽根面が下向き４５°に傾いた状態で内側に移動する内向き羽ばたきをし、流体を内側の下方に押し下げながら浮揚力を生成し、再び前記内側中端側に近づくときには、前記胴体の下部の流体が両側から近づきながら圧縮する回転羽根により下方に速やかに押出されながら陽の浮揚力を生成するため、前記回転羽根が公転しつつ自転する３６０°全体の公転位相区間において陽の浮揚力が効果的に生成されることを特徴とする回転羽ばたき飛行装置が開示される。

Description

本発明は、両側の羽根を上下に漕ぐ羽ばたき飛行装置に関し、より詳細には、飛行装置の胴体を基準として両側の側面から内側中端、中央上端、外側中端、中央下端の循環方向に公転し、これと同時に自転する２重回転方式により羽ばたきをする回転羽根が、内側中端を通るときには、略垂直に立てられて流体の抵抗なしに上昇する上向き羽ばたきをし、外側中端を通るときには、略水平に拡開されて流体を垂直下方に押し下げながら下向き羽ばたきをする方式により、慣性抵抗なしに高速羽ばたきをしながら効果的に浮揚力を生成することのできる、有人または無人の回転羽ばたき飛行装置に関する。

本発明人／出願人は、大韓民国特許登録番号１０－１８４５７４８（２０１８年０３月３０日付け）をもって、羽根が下降するときの翼幅（ｗｉｎｇ ｓｐａｎ）が上昇するときの翼幅よりもさらに大きくなる羽ばたき方式により浮揚力が生成される、「翼幅が変わる羽ばたき飛行装置」に関する特許を取得した。

前記飛行装置は、胴体の左側と右側にクランク器具と羽根がそれぞれ１つ以上ずつ配備され、各前記クランク器具には、前記胴体の前後方向に伸びたクランク軸と、前記クランク軸を中心として公転するクランクピンと、前記クランク軸と前記クランクピンとを繋ぐクランクアームが配備され、各前記クランクピンは、前記クランクアームの長さにより定められる公転軌道に沿って前記クランクピンが下降するときに前記胴体から最も遠く離れた個所を通過する回転方向に公転し、前記胴体の左側と右側には、前記羽ばたきの中心軸の役割を果たす羽ばたき回動軸がそれぞれ１本以上配備され、各前記クランク器具には、前記クランクピンと前記羽根とを接続する羽根クランク接続部が配備され、前記羽根は、羽根クランク接続部に接合されたヒンジ外側羽根と羽ばたき運動軸に接合されたヒンジ内側羽根及び前記ヒンジ外側羽根とヒンジ内側羽根を接続する蝶合部から構成され、前記羽根クランク接続部と前記羽ばたき回動軸との間の直線距離が、前記ヒンジ外側羽根と前記ヒンジ内側羽根の相互間の前記蝶合部を中心軸とする相対回動による前記クランクピンの公転軌道上の位置の変化につれて増減可能な仕組みに形成されていて、前記クランクピンの公転運動につれて、前記羽根が前記羽ばたき回動軸を中心軸として回動する下向き羽ばたきをするときには、翼幅が次第に長くなり、最大点を通りながら再び次第に短くなり、上向き羽ばたきをするときには翼幅が次第にさらに短くなり、最小点を通りながら再び次第に長くなることを特徴とする。

大韓民国登録特許第１０－１８４５７４８号（翼幅が変わる羽ばたき飛行装置）

本発明人／出願人が開発した前記翼幅が変わる羽ばたき飛行装置の技術的検討とシミュレーション過程において提起された解決課題は、下記の通りである。

＜羽ばたき飛行体の場合＞

１．陰の浮揚力：下向き羽ばたきよりも上向き羽ばたきの速度の方がさらに速く、揚力は羽ばたき速度の二乗に比例するため、羽ばたきによる浮揚力の生成効率が低い。

なぜならば、下向き羽ばたきの間には前記羽根クランク接続部と前記蝶合部が両方とも下方に移動するため、羽ばたきの下向き角速度が相対的に低く、上向き羽ばたきの間には、前記羽根クランク接続部の上側に移動し、前記蝶合部は下側に移動するため、羽ばたきの上向き角速度が相対的に高いためである。

２．慣性抵抗力：羽根が円弧往復運動をするとき、羽ばたきの方向と速度が周期的に反転されるため、慣性抵抗によるエネルギー損失が大きい。

３．垂直方向への揺動：飛行装置胴体が下向き羽ばたきをするときには上昇し、上向き羽ばたきをするときには下降するため、胴体が昇り降りする上下への揺動により、産業的な実用性が低い。

４．衝撃と振動：羽ばたきの方向の切り換えに伴う慣性抵抗と胴体の上昇下降に伴う上下への揺動により、飛行装置に様々な振動と衝撃が生じる。

５．過負荷の発生：羽ばたきの上死点と下死点の近くにおいて慣性抵抗が爆増して過負荷が生じるため、高出力の駆動源と動力伝達装置が要求される。

６．低速羽ばたき：羽ばたき方向の周期的な反転に伴う慣性抵抗により、プロペラのように片側回転方向に加速できないため、羽ばたきの高速化に限界が大きい。

７．重い重量：前記慣性抵抗と振動、衝撃、過負荷などを克服するために、駆動源の容量を増やし、羽ばたき飛行装置の骨組もまた丈夫に、かつ重く作製しなければならないため、ペイロードが小さくなる。

８．離着陸不安：下向き羽ばたきの下死点が胴体の高さよりも非常に低いため、胴体を支持する脚が非常に長く、かつ、不安定になるため、安全な離着陸が行われ難い。

９．推進力の微弱さ：平らな羽根が垂直方向にのみ昇り降りするため、胴体浮揚力の生成は可能であるものの、前方推進力の生成機能が微弱である。

＜回転翼飛行体の場合＞

１．飛行騒音の深刻さ：回転翼飛行体は、薄くて長いプロペラが超高速にて回転しなければ、揚力を生成することができないため、超高速回転の破空音が大き過ぎて都市において運用し難い。

２．飛行効率の低さ：滑空する羽ばたき（エアフォイル型、羽根型）飛行体とは異なり、プロペラの回転力だけで揚力を生成するため、エネルギー効率が低く、長時間にわたっての長距離飛行が行われ難い。

３．墜落リスクの高さ：羽ばたき飛行体は、滑空が可能であるが、回転翼（クワッドローター）飛行体は、プロペラ１本さえ故障すれば、バランスと統制力を失って墜落するため、運行の危険性が非常に高い。

そのため、本発明の目的は、羽ばたきの過程において陰の浮揚力がほとんど発生せず、慣性抵抗なしに高速羽ばたきが可能であり、垂直離着陸もまた行うことができ、羽根で滑空（グライディング）も可能であり、回転翼（クワッドローターなど）方式の致命的な欠点である飛行騒音、エネルギー効率、飛行安定性の問題を同時に解決することのできる新概念の羽ばたき飛行装置を提供するところにある。

前記課題を解決するための、本発明の飛行装置は、
駆動源から駆動力を伝達されれば、羽根公転軸を中心として公転し、これと同時に、羽根自転軸を中心として自転する２重回転運動方式により羽ばたきをすることにより浮揚力を生じさせる回転羽根を所定の間隔おきに２枚以上備えた回転羽ばたき器具を前記飛行装置胴体の左側と右側にそれぞれ１つ以上ずつ有する回転羽ばたき飛行装置において、
前記飛行装置胴体には、前記駆動源と各前記回転羽ばたき器具を支持する羽ばたき器具支持竿が結合されており、
前記羽ばたき器具支持竿には、前記駆動源の駆動力を各前記回転羽ばたき器具の羽根公転軸に伝達する従動ギアやチェーンベルトなどから構成された駆動力伝達手段、及び各前記羽根公転軸がその場回転可能なように丸く包み込んで支持する羽根公転軸受けが配備されており、各前記羽根公転軸受けの側面には、前記羽根公転軸をその場回転可能なように丸く包み込んだ外歯歯車形状である公転軸受けギアが固定結合されており、
各前記回転羽ばたき器具には、略地面に平行な方向に伸びた羽根公転軸と、互いに同じ公転距離と公転間隔にて前記羽根公転軸に平行に伸びた２本以上の羽根自転軸、及び前記羽根公転軸と各前記羽根自転軸とを繋ぐ羽根公転腕が互いに同じ配設間隔を隔てて配備されており、
各前記羽根公転腕には、前記羽根公転軸がその場回転をするとき、前記公転軸受けギアと噛み合って回動し、各前記羽根自転軸に回転力を伝達する従動ギアやチェーンベルトなどから構成された回転力伝達手段、及び各前記羽根自転軸をその場回転可能なように丸く包み込んで支持する羽根自転軸受けが配備されており、
各前記羽根自転軸には、大きさが同じである２つの薄い曲面体が前記羽根自転軸を中心として互いに対称をなすように固定結合された形状である１枚の回転羽根、及び前記羽根自転軸を丸く包み込んだ外歯歯車形状である１本以上の羽根自転軸ギアが固定結合されており、
各前記回転力伝達手段は、前記羽根自転軸の自転方向が公転方向の反対となり、自転角速度は公転角速度の０．５倍になるように、前記羽根公転軸の回転力を変速して各前記羽根自転軸ギアに伝達する各種のギアの組み合わせまたは各種のギアとチェーンベルトとの組み合わせを備えており、
前記回転羽根の公転方向及び公転位相と自転位相の間の相互関係は、各前記羽根自転軸が前記胴体から最も遠い個所を通過する公転位相において前記回転羽根の自転位相は、略水平方向となった状態で垂直下降する下向き羽ばたきをし、前記胴体に最も近い個所を通過する公転位相において前記回転羽根の自転位相は、略鉛直方向となった状態で垂直上昇する上向き羽ばたきをするように設定（ｓｅｔｔｉｎｇ）されていて、
前記胴体側からみたとき、前記羽根公転軸を中心として内側中端、中央上端、外側中端、中央下端の循環方向に公転運動をする各前記回転羽根が、
前記内側中端を通るときには、羽根面が略鉛直方向に立てられた状態で周りの流体の抵抗なしに垂直上昇する上向き羽ばたきをするため、陰の浮揚力がほとんど生成されず、
前記中央上端を通るときには、羽根面が上向き４５°に傾いた状態で外側に移動する外向き羽ばたきをするため、周りの流体が傾斜した羽根面に沿って外側の下方に押し下がりながら陽の浮揚力が生成され、
前記外側中端を通るときには、羽根面が略水平方向に拡開された状態で垂直下降する下向き羽ばたきをするため、周りの流体が鉛直下方に押し下がりながら陽の浮揚力が生成され、
前記中央下端を通るときには、羽根面が下向き４５°に傾いた状態で内側に移動する内向き羽ばたきをするため、周りの流体が傾斜した羽根面に沿って内側の下方に押し下がりながら陽の浮揚力を生成し、再び前記内側中端側に近づくときには、前記胴体の下部の流体が両側から近づきながら圧縮する回転羽根により下方に速やかに押出されながら陽の浮揚力を生成するため、
前記回転羽根が公転しつつ自転する回転羽ばたきの過程において陰の浮揚力はほとんど発生せず、３６０°全体の公転位相区間において陽の浮揚力が効果的に生成されることを特徴とする。

一方、前記回転羽根の形状は、
飛行装置の前進速度による胴体浮揚力が生成できるように、前記羽根自転軸を基準として左右の羽根面が線対称をなし、胴体から遠い半分の羽根面は、上側に凸状となる曲面状（流線型）などであり、胴体に近い半分の羽根面は、下側に凸状となる曲面状（流線型）などに形成されてもよく、
回転羽ばたきにより胴体浮揚力のみならず、前方推進力が一緒に生成されるように、前記回転羽根の羽根面が前記羽根自転軸に沿って線対称をなしながら螺旋状に長尺にかつ緩やかにねじれたプロペラの形状に形成されてもよく、前記曲面状と前記プロペラ形状が複合された、螺旋状に緩やかにねじれた曲面状に形成されてもよい。

一方、回転羽ばたきの過程において回転羽根の両側の羽根面が交互に流体の上向き圧力を受けると、回転羽根の両側の全体の羽根面が交互に上側に凸状となる曲面状に拡開されるように、
回転羽根の羽根外郭フレームは、剛性材質から形成され、羽根面は、トランポリンのように高伸縮性、高弾性の繊維材質やゴム材質の羽根膜と高弾性の連結部材から形成されてもよく、
あるいは、前記回転羽根の羽根外郭フレームは、剛性材質から形成され、羽根面は、丸くて柔らかな曲面状の羽根膜から形成され、前記羽根外郭フレームを構成する前側外郭フレームと後側外郭フレームとの間には、前記羽根膜と結合された、丸い曲線状である２本以上の円運動曲線棒が配備され、前記円運動曲線棒の前側と後側の末端部位が前記前側と後側の外郭フレームに上下方向に円運動可能なようにそれぞれ適正な間隔にて蝶合されてもよい。この場合、回転羽ばたきにより前記回転羽根の両側の羽根面が交互に流体の上向き圧力を受けると、前記各円運動曲線棒が片側方向に円運動をしながら、前記回転羽根の両側の羽根面の全体が交互に上側に凸状となる曲面状に拡開されることになる。

一方、各前記回転羽ばたき器具は、個別的に駆動源を備えていてもよく、あるいは、互いに独立して制御可能であってもよく、複数の回転羽ばたき器具が１つの駆動源を共有してもよく、互いに連携されて公転速度が互いに異なるように制御可能であってもよい。ここで、１台の回転羽ばたき飛行装置にそれぞれ独立して制御される回転羽ばたき器具が４つ以上配設される場合には、既存のクワッドローターのように各回転羽根ごとの回転速度を互いに連携させて制御する方式により簡単に飛行操縦をすることができる。

１．陰の浮揚力の解消：既存の羽ばたき方式とは異なり、羽根が略垂直に立てられた状態で上昇するので、上向き羽ばたきの過程において陰（－）の浮揚力がほとんど発生しない。

２．慣性抵抗力の解消：羽根公転軸を中心として、同じ重量の回転羽根が同じ公転距離にてかつ同じ回転方向に公転するので、慣性抵抗がほとんど発生しない。

３．上下揺動の解消：全く同じ形状と重量を有する２本以上の回転羽根が全く同じ時差にて交互に速やかに下向き羽ばたきをするので、胴体の上下への揺動が発生しない。

４．エンジン過負荷の解消：２本以上の回転羽根が、慣性抵抗が生じる往復運動なしに、所定の方向にかつ所定の速度にて回転運動をするので、駆動源に周期的な過負荷がかからない。

２本以上の回転羽根が、往復運動の慣性抵抗による過負荷なしに、所定の方向にかつ所定の速度にて回転するので、駆動源に周期的な過負荷がかからない。

５．高速羽ばたきが可能：羽ばたきの過程において振動と衝撃及び慣性抵抗がほとんど発生しないので、回転翼（プロペラ）のように急加減速及び高速羽ばたきが可能である。

６．押出浮揚力の生成：下向き羽ばたきをしながら両側から近づいてくる回転羽根により、胴体の下側に押し寄せられていた流体が下方に速やかに押出されながらさらなる浮揚力を提供する。

７．機体の軽量化が可能：羽ばたきの振動と衝撃及び慣性抵抗がほとんど発生しないので、エンジンの容量と骨組の強度を既存の方式よりも大幅に減らすことができて、機体の重さも減る。

８．エネルギー効率の向上：回転羽ばたきの略すべての公転位相において浮揚力が生成され、振動と慣性抵抗なしに高速羽ばたきが可能であり、機体の軽量化もまた可能であるので、エネルギー効率が極大化する。

９．垂直離着陸が可能：既存の羽ばたき方式とは異なり、２本以上の回転羽根が効果的に浮揚力を生成するので、狭い空間においても垂直離着陸と停止飛行（ホバリング）が可能である。

１０．機体の大型化が可能：羽の付根に慣性抵抗による応力が集中していた往復運動羽ばたき方式とは異なり、回転羽ばたき方式は、応力の集中がないので、超大型飛行体として作製されることが可能である。

１１．滑空浮揚力の生成：胴体から遠い半分の羽根は上に凸状となる流線型であり、胴体に近い半分の羽根は羽ばたき器具支持竿に隠れるので、前進速度を用いた滑空浮揚力の生成が可能である。

１２．前方推進力の生成：回転羽根がプロペラのように前側から後側に向かって進むにつれて次第に回転羽根自転の反対の方向に偏るねじれた形状を呈すると、回転羽根が公転しつつ自転するときに流体を後方に押し出すことになるので、胴体の浮揚力とともに前方推進力が生成される。

１３．規格のモジュール化が可能：羽ばたき生成装置を規格化、モジュール化して胴体に多数台結合しかつ連動させると、広いか、もしくは長いなど様々な形状と大きさの飛行装置を組み立て式に作製することができる。

１４．羽根破空音の解消：羽根の面積が既存のプロペラ方式よりも１０倍以上広いので、羽ばたき速度を大幅に減らすことができて、羽ばたきによる破空音騒音の被害が発生しない。

１５．墜落安全性の高さ：マルチローター方式は、１つのローターに小さな故障さえ生じても統制不能になって墜落するものの、本発明は、広い羽根にて滑空するので、墜落と衝突の安全性が高い。

１６．操縦利便性の向上：２台以上の羽ばたき生成装置と駆動源をモジュール化して胴体に結合し、互いに連携させてクワッドローターのように制御すれば、飛行の速度、方向、昇降を手軽に操縦することができる。

１７．空間活用性の向上：回転羽ばたき器具ごとに２枚以上の回転羽根が交互に浮揚力を生成するが、駐機場の面積は１枚回転羽根の所要の面積よりも５０％以上増加しない。

１８．産業的な活用価値：上下への揺動がほとんどなく、操縦し易く、安全であり、大型化が可能であり、しかも、エネルギー効率もまた高いので、各種の計測、物資の運送、有人飛行など産業的な活用性が高い。

本発明人が特許を取得した引用発明である「翼幅が変わる羽ばたき飛行装置」の斜視図である。 図１の飛行装置において、羽ばたき運動のメカニズムと順序の概要を示す正面図である。 平ギアに駆動力が伝達される回転羽根２枚を備えた回転羽ばたき器具が胴体の左右にそれぞれ１つずつ配置された、本発明による飛行装置の一実施形態の斜視図である。 図３の実施形態の飛行装置を上方から見下ろした平面図である。 図３の実施形態において、駆動源の駆動力が羽根公転軸の回転力に変換及び伝達される駆動力伝達体系を示す概要図である。 図３の実施形態において、羽根公転軸の回転方向と角速度が羽根自転軸の回転方向と角速度に変換及び伝達される回転力伝達体系を示す概要図である。 図３の実施形態において、羽ばたき運動の方法と順序を示す概要図である。 図３の実施形態において、羽根公転腕の公転位相角と回転羽根の自転位相角及び回転羽根にぶつかる流体の流れの間の相互関係を示す概要図である。 図３の実施形態において、羽ばたき運動に伴う流体の流れの方向の変化及びこれに伴う所要の駆動力と生成浮揚力に対する流体力学的な相互関係を示す概要図である。 図３の実施形態において、回転羽根が羽根外郭フレームと羽根膜から形成されるケースを示す例示図であって、往復円弧運動が可能な曲線状のフレームを用いる方式である。 図３の実施形態において、回転羽根が羽根外郭フレームと羽根膜から形成されるケースを示す例示図であって、トランポリンのように高弾性素材を用いる方式を示す。 ベベルギアに駆動力が伝達される回転羽根３枚を備えた回転羽ばたき器具２つが胴体の左右に配置された、本発明による飛行装置の一実施形態の斜視図である。 図１１の実施形態の飛行装置を上方から見下ろした平面図である。 １枚の回転力伝達チェーンベルトにより３枚の回転羽根に回転力が伝達される回転羽ばたき器具２つを備えた、本発明による一人用飛行装置の一実施形態の斜視図である。 図１３の実施形態の飛行装置が飛んでいく様子を上方から見下ろした平面図である。 図１３の実施形態において、飛行士が鉛直方向に立ったままで、飛行装置が離陸したり着陸したりする様子を斜め方向から眺めた斜視図である。 図１３の実施形態において、飛行士が鉛直方向に立ったままで飛行装置が離陸したり着陸したりする方法と形状を後方から眺めた斜視図である。 図１３の実施形態において、飛行士が鉛直方向に立ったままで飛行装置が離陸したり着陸したりする方法と形状を側方から眺めた側面図である。 図１３の実施形態において、複数本の平ギアと１枚の回転力伝達チェーンベルトにより羽根公転軸の回転力が３枚の回転羽根に伝達されるメカニズムを示す詳細図である。 ３枚の回転羽根ごとに回転力伝達チェーンベルトを備えた、回転羽ばたき器具４つが胴体の前後左右にそれぞれ配設された、本発明による飛行装置の一実施形態の斜視図である。 図１９の実施形態において、羽根公転軸の回転力が３枚の回転力伝達チェーンベルトにより３枚の回転羽根にそれぞれ伝達されるメカニズムを示す詳細図である。 それぞれ個別的な駆動源を備えた回転羽ばたき器具４つが胴体の前後左右にそれぞれ配置された形状である、本発明による飛行装置の一実施形態の斜視図である。 図２１の実施形態の飛行装置を前方から眺めた正面図である。 図２１の実施形態の飛行装置を上方から見下ろした平面図である。 図２１の実施形態の飛行装置から上部の固定翼を取り外した形状の平面図である。 図２１の実施形態の飛行装置を側方から眺めた側面図である。 流体の圧力により円運動曲線棒が回転しながら羽根膜が拡開されたり折り畳まれたりする原理を示す回転羽ばたき器具の一実施形態の斜視図である。 羽根公転軸の回転力が同一平面上の１枚の回転力伝達チェーンベルトを介して多数枚の回転羽根に伝達されるメカニズムを示す、図１８を改善した実施形態の斜視図である。 羽根公転軸の回転力が同一平面上の３枚の回転力伝達チェーンベルトにより多数枚の回転羽根に伝達されるメカニズムを示す、図２０を改善した実施形態の斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明について詳しく説明する。但し、同じ構成要素により同じ機能を有する部分は、たとえ図面が異なっているとしても、同じ符号を維持することにより、その詳細な説明を省略する場合がある。

本発明の回転羽ばたき飛行装置は、図３、図１１、図１３、図１９、図２１などに示すように、駆動源２から駆動力を伝達されれば、羽根公転軸４を中心として公転し、これと同時に羽根自転軸６を中心として自転する２重回転運動方式により羽ばたきをして浮揚力を生じさせる回転羽根７を所定の間隔を隔てて２枚以上備えた回転羽ばたき器具９を前記飛行装置胴体１の左側と右側にそれぞれ１つ以上ずつ有する回転羽ばたき飛行装置である。

本発明による前記の回転羽ばたき飛行装置を図３と図８の例示図に基づいて説明すれば、下記の通りである。

＜部品の構成＞

１．前記飛行装置の胴体１には、前記駆動源２と各前記回転羽ばたき器具９を支持する羽ばたき器具支持竿３が配備されている。一方、前記駆動源２は、必要に応じて、前記胴体１の上に配設されてもよく、前記羽ばたき器具支持竿３の上に配設されてもよい。

２．前記羽ばたき器具支持竿３には、前記駆動源２の駆動力を各前記回転羽ばたき器具９の羽根公転軸ギア４１に伝達する従動ギアやチェーンベルトなどから構成された駆動力伝達手段３２、及び各前記羽根公転軸４がその場回転可能なように丸く包み込んで支持する羽根公転軸受け３１が配備されている。

３．各前記羽根公転軸受け３１の側面には、前記羽根公転軸４をその場回転可能なように丸く包み込んだ外歯歯車形状である公転軸受けギア３１１が固定結合されている。

４．各前記回転羽ばたき器具９には、略地面に平行な方向に伸びた前記羽根公転軸４と、前記羽根公転軸４に平行な方向に伸びた２本以上の前記羽根自転軸６、及び前記羽根公転軸４と各前記羽根自転軸６とを繋ぐ羽根公転腕５が互いに同じ配設間隔を隔てて配備されている。

５．各前記羽根公転腕５には、前記羽根公転軸４がその場回転をするとき、前記公転軸受けギア３１１と噛み合って回動しながら各前記羽根自転軸６に回転力を伝達する従動ギアやチェーンベルトなどから構成された回転力伝達手段５２、及び各前記羽根自転軸６をその場回転可能なように丸く包み込んで支持する羽根自転軸受け５１が配備されている。

６．各前記羽根自転軸６には、大きさが同じである２つの薄い曲面体が前記羽根自転軸６を中心として互いに対称をなすように固定結合された形状である１枚の回転羽根７、及び前記羽根自転軸６を丸く包み込んだ外歯歯車形状である１本以上の羽根自転軸ギア６１が固定結合されている。

７．前記回転力伝達手段５２は、前記羽根自転軸６の自転方向が公転方向の反対となり、自転角速度は、公転角速度の０．５倍になるように、前記羽根公転軸４の回転力を変速して各前記羽根自転軸６に伝達する各種のギアの組み合わせまたは各種のギアとチェーンまたはベルトの組み合わせを備えている。

８．各前記回転羽根７の公転方向及び公転位相と自転位相の間の相互関係は、各前記羽根自転軸６が胴体１から最も遠い個所を通過する公転位相において、前記回転羽根７の自転位相は略水平方向となった状態で垂直下降する下向き羽ばたきをし、前記胴体に最も近い個所を通過する公転位相において、前記回転羽根７の自転位相は略鉛直方向となった状態で垂直上昇する上向き羽ばたきをするように設定されている。

９．一方、前記回転羽根７の羽根面は、前記羽根自転軸６を中心として左右の羽根面が対称をなし、胴体１から遠い半分の羽根面は上側に凸状となる形状であり、胴体に近い半分の羽根面は下側に凸状となる形状に形成されてもよい。

１０．一方、前記回転羽根７の羽根面は、回転羽ばたきの過程において胴体浮揚力のみならず、前方推進力が一緒に生成できるように、前記羽根自転軸６に沿って螺旋状に長尺にかつ緩やかにねじれたプロペラ形状に作製されることも可能である。

１１．前記駆動源１は、図３や図１１のように、１つの駆動源２を胴体１の左側と右側の回転羽ばたき器具９が共同で活用することもできれば、図２１のように、各回転羽ばたき器具ごとに１つ以上の駆動源２がそれぞれ別々に配備されてもよい。

１２．前記飛行装置の胴体１には、図２０のように、別途の固定翼１２が配設されてもよく、この場合、前記固定翼１２の左右方向角と上下高低角を変更する方式により飛行装置の速度と、高度及び進行方向が操縦されてもよい。

＜作動原理＞

図３などに示すように、

１．駆動源２が駆動力を提供すれば、駆動力伝達手段３２によって羽根公転軸ギア４１と羽根公転軸４に駆動力が伝達され、これにより、羽根公転腕５と羽根自転軸６及び回転羽根７が羽根公転軸４を中心として公転運動をする。

２．このとき、羽根公転腕５に結合されて公転しながら、停止状態である羽根公転軸受けギア３１１と噛み合って自転する回転力伝達平ギア５２１は、公転運動と同じ回転方向に自転運動をすることになる。

３．一方、羽根公転軸ギア４１の回転力を羽根自転軸ギア６１に伝達する前記回転力伝達平ギア５２１が奇数本である場合、羽根自転軸ギア６１の自転方向が公転方向とは反対となる。

４．また、前記公転軸受けギア３１１と前記羽根自転軸ギア６１とのギア比を１：２に設定すれば、回転羽根７が１回公転するときに反対の方向に０．５回自転することになる。

５．このような条件下で、前記回転羽根７が、胴体から最も遠い個所を通過する公転位相において、水平方向に拡開されるように初期の自転位相を設定すれば、前記回転羽根７が下降するときには水平方向に横たわれ、上昇するときには垂直方向に立てられる回転羽ばたき方式により公転運動と自転運動を並行することになる。

６．一方、回転羽根７が、以上のように、公転運動と自転運動を並行するようにするために、図１１、図１８、図２０などに示すように、ベベルギアやチェーンまたはベルトを回転力伝達手段として用いることも可能である。

７．また、回転力伝達手段としてチェーンベルトを用いる場合には、図２０と図２８のように、各羽根自転軸ギア６１ごとにそれぞれ別々の回転力伝達チェーンベルト５２４を用いてもよく、図１８と図２７のように、全体の３本の羽根自転軸ギア６１が１枚の回転力伝達チェーンベルト５２４を共同で用いてもよい。

＜浮揚力生成の原理及び効率＞

図６と図７に示す運動方向に回転羽根７が公転と自転をしながら、非常に効果的に胴体１の浮揚力を生じさせ、これを図８と図９の概要図を用いて流体力学的に説明すれば、下記の通りである。

まず、回転羽根７の公転半径をＲ、公転位相角をθ、自転位相角をα、公転角速度をω、公転速度をＶｏ、回転翼幅（ｗｉｎｇ ｓｐａｎ）をＳ、流体の密度をρ、羽根公転軸の位置をＯ、公転位相角が０（ｚｅｒｏ）である公転起点の羽根自転軸６の位置をＢ、公転位相角がθであるときの羽根自転軸６の位置をＣ、公転する１枚の回転羽根７にぶつかる流量をＱｏ、回転羽根７にぶつかった後の流量のうち、回転羽根の羽根面に沿って下方に流れる流速をＶ１、流量をＱ１、回転羽根の羽根面に沿って上方に流れる流速をＶ２、流量をＱ２、羽根自転軸６を中心として回転羽根７の羽根面方向の座標体系（ｘ'軸，ｙ'軸）については、羽根面方向をｘ'軸、これに垂直な方向をｙ'軸；回転羽根７の公転軌道方向の座標体系（ｓ軸，ｒ軸）については、接線方向をｓ軸、半径方向をｒ軸；水平面方向の座標体系（ｘ軸，ｙ軸）については、水平方向をｘ軸、鉛直方向をｙ軸としておくと、

公転速度Ｖｏは、流体が回転羽根７にぶつかる速度に等しく、Ｖｏ＝Ｒ＊ωとなり、公転位相角はθ＝ω＊ｔ、回転羽根７の自転位相角はα＝θ／２＝（ω／２）＊ｔとなる。

これにより、回転羽根７は、いかなる公転位相に位置するとしても、回転羽根７の羽根面の延長線は常に、図４のＡ個所を向くことになる。

一方、羽根公転軸４であるＯ個所を中心として、反時計回り方向を回転角θの増加方向と仮定し、互いに反対側にある２枚の回転羽根７が所定の速度Ｖｏにて公転するときに求められる駆動力とこれにより生成される浮揚力をそれぞれ算出すれば、下記の通りである。

（１）Ｑｏの単位時間当たりの運動量（Ｆｏ）は、Ｑｏ＝Ｓ＊Ｃｏｓ（θ／２）＊Ｖｏであるため、

Ｆｏ＝ρ＊Ｑｏ＊Ｖｏ＝ρ＊Ｓ＊Ｃｏｓ（θ／２）＊Ｖｏ＊Ｖｏ

（２）Ｑｏのｘ'－ｙ'軸方向の流速は、

Ｖｏｘ'＝Ｖｏ＊Ｓｉｎ（θ／２）， Ｖｏｙ'＝Ｖｏ＊Ｃｏｓ（θ／２）

（３）ΣＦｘ'＝０において、，

ρ＊Ｑｏ＊Ｖｏ＊Ｓｉｎ（θ／２）＝ρ＊Ｑ１＊Ｖ１－ρ＊Ｑ２＊Ｖ２

（４）Ｃ点においてｙ'方向の重力と圧力との差はないため、Ｖｏ＝Ｖ１＝Ｖ２であり、

質量保存の法則により、Ｑｏ＝Ｑ１＋Ｑ２であるため、

Ｑｏ＊Ｓｉｎ（θ／２）＝Ｑ１－（Ｑｏ－Ｑ１）としておいて、Ｑ１、Ｑ２を求めると、

Ｑ１＝０．５＊Ｑｏ＊｛１＋Ｓｉｎ（θ／２）｝

Ｑ２＝０．５＊Ｑｏ＊｛１－Ｓｉｎ（θ／２）｝

（５）公転軌道に接線方向の所要の駆動力（Ｆｓ）は、

Ｆｓ＝Δ（ｍ＊Ｖ）ｓ＝ρ＊Ｑｏ＊Ｖｏ－ρ＊Ｑ１＊Ｖ１ｓ＋ρ＊Ｑ２＊Ｖ２ｓであり、

Ｖ１ｓ＝Ｖｏ＊Ｓｉｎ（θ／２）， Ｖ２ｓ＝Ｖｏ＊Ｓｉｎ（θ／２）であるため、

ρ＊Ｑ１＊Ｖ１ｓ＝０．５＊ρ＊Ｑｏ＊Ｖ＊｛１＋Ｓｉｎ（θ／２）｝＊｛Ｓｉｎ（θ／２）｝

ρ＊Ｑ２＊Ｖ２ｓ＝０．５＊ρ＊Ｑｏ＊Ｖ＊｛１－Ｓｉｎ（θ／２）｝＊｛Ｓｉｎ（θ／２）｝となり、

Ｑｏ＝Ｖ＊Ｓ＊Ｃｏｓ（θ／２）であるため、

Ｆｓ＝ρ＊Ｓ＊（Ｖｏ＾２）＊Ｃｏｓ（θ／２）＊［１－｛Ｓｉｎ（θ／２）｝＾２］

ここで、｛Ｓｉｎ（θ／２）｝＾２＝０．５＊｛１－Ｃｏｓ（θ）｝であるため、

Ｆｓ＝０．５＊ρ＊Ｓ＊（Ｖｏ＾２）＊Ｃｏｓ（θ／２）＊｛１＋Ｃｏｓ（θ）｝

（６）回転羽ばたきによる浮揚力（Ｆｙ）は、

Ｆｙ＝Δ（ｍ＊Ｖ）ｙ＝ρ＊Ｑｏ＊Ｖｏｙ＋ρ＊Ｑ１＊Ｖ１ｙ－ρ＊Ｑ２＊Ｖ２ｙであり、

Ｖｏｙ＝Ｖｏ＊ｃｏｓ（θ）， Ｖ１ｙ＝Ｖｏ＊ｓｉｎ（θ／２）， Ｖ２ｙ＝Ｖｏ＊ｓｉｎ（θ／２）であり、

Ｑｏ＝Ｖ＊Ｓ＊Ｃｏｓ（θ／２）， Ｑ１＝０．５＊Ｑｏ＊｛１＋Ｓｉｎ（θ／２）｝， Ｑ２＝０．５＊Ｑｏ＊｛１－Ｓｉｎ（θ／２）｝であるため、

Ｆｙ＝ρ＊Ｓ＊（Ｖｏ＾２）＊Ｃｏｓ（θ／２）＊［Ｃｏｓ（θ）＋｛Ｓｉｎ（θ／２）｝＾２］

ここで、｛Ｓｉｎ（θ／２）｝＾２＝０．５＊｛１－Ｃｏｓ（θ）｝であるため、

Ｆｙ＝０．５＊ρ＊Ｓ＊（Ｖｏ＾２）＊Ｃｏｓ（θ／２）＊｛１＋Ｃｏｓ（θ）｝

（７）前記（５）と（６）の公式の内容から明らかなように、所要の駆動力（Ｆｓ）＝生成浮揚力（Ｆｙ）であるため、互いに同じ大きさとなる。

一方、回転羽根７の自転半径が羽根自転軸６の公転半径と同じであると仮定する場合、回転羽根７が水平に拡開された時点で、羽根自転軸６の下降速度に比べて胴体１から最も遠い回転羽根の終端の下降速度は１．５倍となり、胴体１に最も近い回転羽根の終端の下降速度は０．５倍となるため、最も外側の浮揚力は、前記浮揚力（Ｆｙ）の１．５＾２＝２．２５倍、最も内側は０．５＾２＝０．２５倍となり、平均的に約１０％のさらなる浮揚力の増強効果が生まれる。

このように、同じ羽根面積であるにも拘わらず、浮揚力が約１０％増加すれば、回転羽根及び支持構造物の大きさと重量もまた１０％減らすことができるので、エネルギー効率がその分高くなる。

これに加えて、下向き回転羽ばたきの最後の段階において、左右から近づいてくる回転羽根により左右から圧力を受ける流体が上側とサイド側は胴体１などに塞がっているため、下側に速やかに押出され、その反作用によりさらなる浮揚力が生成される。

一方、１つの回転羽ばたき器具９に２～４枚の回転羽根が配備されるため、１枚の回転羽根７のみを有する場合よりも所要の駆動力（Ｆｓ）と生成浮揚力（Ｆｙ）が２倍以上増加する。

このように、本発明による飛行装置は、駆動源２による駆動力（Ｆｓ）が略１００％浮揚力（Ｆｙ）に切り換えられるため、回転翼方式よりも抜群であり、最もエネルギー効率が高い浮揚力生成方式であるといえる。

また、回転羽根７ごとの重心に羽根自転軸６が位置し、２枚以上の回転羽根７が結合された仕組みの重心に羽根公転軸４が位置し、前記回転羽根７は片側方向にのみ回転するため、前記回転羽根７が公転運動と自転運動をするとき、偏心荷重による振動と衝撃や回転方向は速度の急激な変化による慣性抵抗が全く発生しないため、前記回転羽根７が羽ばたきの上死点と下死点を通りながら、羽ばたきの方向が変わるとしても、振動、衝撃、騒音などの問題がほとんど発生せず、柔らかな加速と超高速回転羽ばたきを通じた浮揚力の極大化が可能である。

＜様々な飛行装置の形状についての詳しい説明＞

図１１と図１２は、ベベルギアにより駆動力が伝達される飛行装置の例示図であって、駆動源２の駆動力は、駆動力伝達軸３３と駆動力伝達ベベルギア３２２を経て公転軸ベベルギア４１２に伝達される。

前記公転軸ベベルギア４１２が回転するにつれて、羽根公転軸４と羽根公転腕５は一緒に回転するが、羽根公転軸受け３１に固定結合された公転軸受けギア３１１は回転しないため、図１１の右下の図から明らかなように、３本の回転力収容ベベルギア５２２ａが１本の公転軸受けギア３１１と噛み合って回転する。

前記回転力収容ベベルギア５２２ａに伝達された駆動力は、回転力伝達軸５３、回転力伝達ベベルギア５２２ｂ、自転軸ベベルギア６１２、羽根自転軸６の順に伝達され、これにより、羽根自転軸６に固定結合された回転羽根７が公転角速度の０．５倍の角速度にて公転方向の反対側に自転する回転羽ばたきをすることになる。

ここで、回転羽根７の公転半径がＲである場合、図３のように、回転羽根が２枚であれば、最大の翼幅が約２＊２０．５＊Ｒとなり、図１１のように、回転羽根が３枚であれば、最大の翼幅が約２＊Ｒとなる。

一方、飛行装置の進行方向の操縦は、飛行士が前後左右に身体を移動させれば（重心の変更）、身体が移動した方向に飛行装置胴体１と回転羽根７が傾き、このように傾いた方向に飛行装置が前進することになる。

図１３から図１８は、飛行士が背側に背負う形状の一人用回転羽ばたき飛行装置に対する例示図であり、主な特徴は、下記の通りである。

１．１枚の回転力伝達チェーンベルト５２４が３本の自転軸チェーンギア６１３のすべてに回転力を伝達する。

図１８から明らかなように、回転力の伝達過程は、公転軸受けギア３１１、回転力伝達平ギア５２１、回転力伝達チェーンギア５２３、回転力伝達チェーンベルト５２４、自転軸チェーンギア６１３、羽根自転軸６、回転羽根７の順に行われる。一方、図２７のように、前記回転力伝達チェーンベルト５２４と回転力伝達チェーンギア５２３との間の接触面積を増やして噛み合い回転が強化されるように、回転力伝達補助ギア５２５がさらに配設されてもよい。

２．回転羽根７の受け角を飛行士がマニュアルにて変更しながら直観的に飛行操縦をすることができる。

図１４と図１７から明らかなように、前記胴体の左側と右側にそれぞれ位置している回転羽ばたき器具９は、前後方向の重心に横方向に伸びた羽根受け角回動軸８０により互いに結合され、前記羽根受け角回動軸８０は、前記胴体１を基準として上下方向に円弧を描く相対運動が可能なように前記胴体１に蝶合され、

図１６と図１７から明らかなように、立っている飛行士の重心が羽根受け角回動軸８０よりも下側に位置し、飛行操縦操縦桿８１を用いて、羽根受け角回動軸８０の高低角を制御することができるため、地面から離陸したり地面に着陸したりするときには、身体をまっすぐに立て、脚をまっすぐに伸ばして重心を低めた後、回転羽根７の受け角と回転羽ばたきの回転速度を直観的に制御することにより、徐々に柔らかく昇り降りすることができる。

また、垂直上昇後には、回転羽根７の受け角が前側または後側に傾くようにし、羽ばたき速度はさらに速くなるようにアクセレーターにて加速する方式により飛行装置の前進と後進及び上昇と下降を自由自在に操縦することができる。一方、進行方向の操縦は、羽ばたき昆虫のように、飛行士が身体や腕脚の方向を速やかにねじって反動を与えたり、身体や腕脚の重心を左右前後に徐々に移動させたりすると、瞬間的な方向の切り換えや漸進的な旋回飛行などの飛行操縦もまた直観的に簡単に行うことが可能である。一方、前記飛行装置のバッテリー１１は、前記飛行士が身体の重心を変更させながら水平姿勢で高速飛行が行えるように、飛行士の身長方向に沿って前後に手軽に移動させられるように配設することが好ましい。

３．プロペラのように撓んでいる回転羽根７が浮揚力とともに推進力を提供する。

図１３、図２１などから明らかなように、回転羽根７が、羽根自転軸６に沿って左右線対称をなしながら螺旋状に長尺にかつ緩やかにねじれたプロペラ形状である場合には、上下方向に昇り降りする回転羽ばたきの過程において浮揚力のみならず、推進力もまた生成される。したがって、回転羽根７の受け角を前側に傾けなくても、飛行装置が効果的に加速され、高速にて飛行することができる。すなわち、既存の回転翼方式の長所である推進力の生成機能と既存の羽ばたき方式の長所である浮揚力の生成機能を複合的に実現した新概念の回転羽ばたき方式であると言える。

これに加えて、図１３のように、羽根公転軸４を基準として外側の半分の回転羽根部位は、羽根面の中央部位がまるでエアフォイルのように上に凸状にそびえ立っている形状であれば、回転羽根７の公転速度を大幅に減らしても、前進速度を用いた浮揚力の生成に伴うグライディング機能が発生して飛行エネルギー効率が大幅に増加する。

一方、図１０ａのように、前記回転羽根７の羽根外郭フレーム７６は、剛性材質から形成し、羽根面は、トランポリンのように、高伸縮性、高弾性の羽根膜７５から形成した後、高弾性連結部材７８により前記羽根外郭フレーム７６に結合したり、図１０ｂまたは図２６のように、前記回転羽根７の羽根外郭フレーム７６は、剛性材質から形成し、羽根面は、丸くて柔らかな曲面状の羽根膜７５から形成した後、前記羽根外郭フレーム７６の前側フレームと後側フレームとの間には前記羽根膜７５と結合された丸い曲線棒形状である円弧運動曲線棒７７または円運動曲線棒７９を２本以上備えて、両側の末端部位を適正な間隔にて前記前側フレームと後側フレームに上下方向に円運動可能なようにそれぞれ蝶合すると、前記各円弧運動曲線棒７７または円運動曲線棒が回動しながら、前記回転羽根７の両側の羽根面の全体が交互に上側に凸状となる曲面状に拡開されるため、まるでパラグライディング器具のようにグライディングし、前進速度を用いた浮揚力生成のエネルギー効率をより一層高めることができる。特に、図２６のように、円運動曲線棒７９を用いると、前記円運動曲線棒７９が略一定の速度にて片側方向にのみ回転するため、慣性抵抗や振動騒音なしに適期に最適な角度に羽根膜７５が拡開され、エネルギー効率がより一層高くなる。

４．風よけ８３が揚力を強化させ、脚掛け８２が飛行を補助する。

胴体１の側面に位置している風除け８３は、回転羽根７から飛行士を保護する機能とともに、回転羽ばたきにより胴体１の左右側から中央側に向かって吹き寄せられる風を垂直下方に押し出しながら浮揚力を増強させる機能をする。足掛け８２は、うつぶせた姿勢で高速飛行をするとき、飛行士が内ももを載せておいて飛行したり、脚を上下左右前後に動かしながら重心を変更したりする方式により簡単に飛行操縦が行えるようにする。

図１９は、オートバイ形状である本発明の飛行装置に対する例示図であり、主な特徴は、下記の通りである。

１．自転軸チェーンギア６１３ごとに互いに異なる回転力伝達チェーンベルト５２４がそれぞれ回転力を伝達する。図２０から明らかなように、公転軸受けギア３１１が回転力伝達チェーンギア５２３の機能を並行しながら、それぞれの自転軸チェーンギア６１３を介して羽根自転軸６に回転力を伝達することができる。一方、図２８のように、回転力の伝達過程が公転軸受けギア３１１、回転力伝達補助ギア５２５、回転力伝達平ギア５２１、回転力伝達チェーンギア５２３、回転力伝達チェーンベルト５２４、自転軸チェーンギア６１３の順に行われる場合には、多数枚の回転力伝達チェーンベルト５２４が１つの平面の上に配設されるため、回転羽ばたき器具９の羽根公転軸４の方向への所要の長さを効果的に減らすことができる。

２．搭乗者の前側の左右１対と後側の左右１対の回転羽ばたき器具９同士の間の回転羽ばたき速度に互いに差が出るように制御する方式により、飛行装置の傾きと進行方向及び前進速度を操縦することができる。すなわち、搭乗者の左側と右側の飛行操縦桿８１に配設されるアクセレーターにてそれぞれ搭乗者の前側と後側の各１対の回転羽ばたき器具９ごとの回転羽ばたき速度を制御しながら、搭乗者が身体を移動させる方式などにより飛行装置の重心を左右前後に移動させると、オートバイのように簡単に前後左右上下方向の飛行操縦をすることができる。一方、飛行装置の重心を低めるために、バッテリー１１は中央の下部の適正な高さに配置することが安定的な運行のために好ましい。

図２１から図２５は、大型飛行装置の例示図であり、主な特徴は、下記の通りである。

１．胴体１の左右前後にそれぞれ配設された４つの回転羽ばたき器具９が個別的に駆動源２を備えているため、クワッドローター式ドローンのように、回転羽ばたき器具９ごとの回転羽ばたき速度を独立して制御し、上昇、下降、前進、後進、方向の切り換えなど飛行操縦をすることができる。

２．胴体１の上側に高低角と方向角が制御可能な固定翼１２を配設すれば、揚力生成機能、グライディング機能、方向操縦機能及びエネルギー効率の向上を実現することができる。

特に、前記固定翼１２を両側の羽根の終端（ｗｉｎｇ－ｔｉｐ）が僅かに上側を向くＶ字状に配設されれば、飛行装置が前進しながら胴体１が片側に傾くときに、傾いた方向の羽根部位は横方向の長さが伸びながら浮揚力が増加し、反対側の羽根部位は浮揚力が減少するため、元の位置に戻ろうとする復元力が生じて、飛行の安定性が高くなる。

３．前記固定翼１２は、図２３のように、配設がなされてもよく、図２４のように、配設がなされなくてもよく、回転羽根７に駆動力が伝達される原理と方法は、図１８、図２７、図２０または図２８において例示した方法と同様である。

一方、このように、駆動源２が駆動力を提供する回転羽根７の羽ばたき方式は、既存のプロペラ方式の扇風機や換風機の代わりをする新たな扇風機や換風機として開発され得る。なお、水や油など各種の流体の流れ（流速、流量、流向きなど）を変更することができるので、水密性を確保して船舶や潜水艦など運送手段の推進力生成装置にも使用可能である。

以上、特定の実施形態をもって本発明について説明したが、本発明は、これに何ら限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において行われた変更、開発、変形はいずれも本発明の範囲に属するものと解釈されなければならない。

１：胴体
１１：バッテリー
１２：固定翼
２：駆動源
２１：原動ギア
２１１：原動平ギア
３：羽ばたき器具支持竿
３１：羽根公転軸受け
３１１：公転軸受けギア
３２：駆動力伝達手段
３２１：駆動力伝達平ギア
３２２：駆動力伝達ベベルギア
３３：駆動力伝達軸
４：羽根公転軸
４１：羽根公転軸ギア
４１１：公転軸平ギア
４１２：公転軸ベベルギア
５：羽根公転腕
５１：羽根自転軸受け
５２：回転力伝達手段
５２１：回転力伝達平ギア
５２２ａ：回転力収容ベベルギア
５２２ｂ：回転力伝達ベベルギア
５２３：回転力伝達チェーンギア
５２４：回転力伝達チェーンベルト
５２５：回転力伝達補助ギア
５３：回転力伝達軸
６：羽根自転軸
６１：羽根自転軸ギア
６１１：自転軸平ギア
６１２：自転軸ベベルギア
６１３：自転軸チェーンギア
７：回転羽根
７１：平面状回転羽根
７２：曲面状回転羽根
７３：ねじれた平面状羽根
７４：ねじれた曲面状羽根
７５：羽根膜
７６：羽根外郭フレーム
７７：円弧運動曲線棒
７８：高弾性連結部材
７９：円運動曲線棒
８０：羽根受け角回動軸
８１：飛行操縦桿
８２：足掛け
８３：風よけ
９：回転羽ばたき器具

Claims (12)

1. 駆動源から駆動力を伝達されれば、羽根公転軸を中心として公転し、これと同時に、羽根自転軸を中心として自転する２重回転運動方式により羽ばたきをすることにより浮揚力を生じさせる回転羽根を所定の間隔おきに２枚以上備えた回転羽ばたき器具を飛行装置胴体の左側と右側にそれぞれ１つ以上ずつ有する回転羽ばたき飛行装置において、
   前記飛行装置胴体には、前記駆動源と各前記回転羽ばたき器具を支持する羽ばたき器具支持竿が結合されており、
   前記羽ばたき器具支持竿には、前記駆動源の駆動力を各前記回転羽ばたき器具の羽根公転軸に伝達する従動ギアやチェーンベルトなどから構成された駆動力伝達手段、及び各前記羽根公転軸がその場回転可能なように丸く包み込んで支持する羽根公転軸受けが配備されており、各前記羽根公転軸受けの側面には、前記羽根公転軸をその場回転可能なように丸く包み込んだ外歯歯車形状である公転軸受けギアが固定結合されており、
   各前記回転羽ばたき器具には、略地面に平行な方向に伸びた羽根公転軸と、互いに同じ公転距離と公転間隔にて前記羽根公転軸に平行に伸びた２本以上の羽根自転軸、及び前記羽根公転軸と各前記羽根自転軸とを繋ぐ羽根公転腕が互いに同じ配設間隔を隔てて配備されており、
   各前記羽根公転腕には、前記羽根公転軸がその場回転をするとき、前記公転軸受けギアと噛み合って回動し、各前記羽根自転軸に回転力を伝達する従動ギアやチェーンベルトなどから構成された回転力伝達手段、及び各前記羽根自転軸をその場回転可能なように丸く包み込んで支持する羽根自転軸受けが配備されており、
   各前記羽根自転軸には、大きさが同じである２つの薄い曲面体が前記羽根自転軸を中心として互いに対称をなすように固定結合された形状である１枚の回転羽根、及び前記羽根自転軸を丸く包み込んだ外歯歯車形状である１本以上の羽根自転軸ギアが固定結合されており、
   各前記回転力伝達手段は、前記羽根自転軸の自転方向が公転方向の反対となり、自転角速度は公転角速度の０．５倍になるように、前記羽根公転軸の回転力を変速して各前記羽根自転軸ギアに伝達する各種のギアの組み合わせまたは各種のギアとチェーンベルトとの組み合わせを備えており、
   前記回転羽根の公転方向及び公転位相と自転位相の間の相互関係は、各前記羽根自転軸が前記胴体から最も遠い個所を通過する公転位相において前記回転羽根の自転位相は、略水平方向となった状態で垂直下降する下向き羽ばたきをし、前記胴体に最も近い個所を通過する公転位相において前記回転羽根の自転位相は、略鉛直方向となった状態で垂直上昇する上向き羽ばたきをするように設定されていて、
   前記胴体側からみたとき、前記羽根公転軸を中心として内側中端、中央上端、外側中端、中央下端の循環方向に公転運動をする各前記回転羽根が、
   前記内側中端を通るときには、羽根面が略鉛直方向に立てられた状態で周りの流体の抵抗なしに垂直上昇する上向き羽ばたきをするため、陰の浮揚力がほとんど生成されず、
   前記中央上端を通るときには、羽根面が上向き４５°に傾いた状態で外側に移動する外向き羽ばたきをするため、周りの流体が傾斜した羽根面に沿って外側の下方に押し下がりながら陽の浮揚力を生成し、
   前記外側中端を通るときには、羽根面が略水平方向に拡開された状態で垂直下降する下向き羽ばたきをするため、周りの流体が鉛直下方に押し下がりながら陽の浮揚力を生成し、
   前記中央下端を通るときには、羽根面が下向き４５°に傾いた状態で内側に移動する内向き羽ばたきをするため、周りの流体が傾斜した羽根面に沿って内側の下方に押し下がりながら陽の浮揚力を生成し、再び前記内側中端側に近づくときには、前記胴体の下部の流体が両側から近づきながら圧縮する回転羽根により下方に速やかに押出されながら陽の浮揚力を生成することになるため、
   前記回転羽根が公転しつつ自転する回転羽ばたきの３６０°全体の公転位相区間において陰の浮揚力の発生はほとんどなしに、陽の浮揚力が効果的に生成されることを特徴とする、回転羽ばたき飛行装置。
2. 前記駆動力伝達手段または前記回転力伝達手段には、互いに噛み合って回動するベベルギアの組み合わせが配備されていることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
3. 前記駆動力伝達手段または前記回転力伝達手段には、多数のギアとチェーンベルトとの組み合わせが配備されていることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
4. 前記回転羽根の羽根面は、羽根自転軸を中心として左右の羽根面が線対称をなし、胴体から遠い半分の羽根面は上側に凸状となる曲面状であり、胴体に近い半分の羽根面は下側に凸状となる曲面状であることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
5. 前記回転羽根の羽根外郭フレームは剛性材質から形成され、羽根面はトランポリンのように高伸縮性、高弾性の羽根膜から形成され、高弾性の連結部材により前記羽根外郭フレームに結合されていて、前記回転羽根の両側の羽根面が交互に流体の上向き圧力を受けると、回転羽根の両側の羽根面の全体が交互に上側に凸状となる曲面状に拡開されることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
6. 前記回転羽根の羽根外郭フレームは剛性材質から形成され、羽根面は丸くて柔らかな曲面状の羽根膜から形成され、前記羽根外郭フレームを構成する前側外郭フレームと後側外郭フレームとの間には、前記羽根膜と結合された丸い曲線棒状である２本以上の円運動曲線棒の前側と後側の末端部位が適正な間隔にて前記前側と後側の外郭フレームに上下方向に円運動可能なようにそれぞれ蝶合されていて、前記回転羽根の両側の羽根面が交互に流体の上向き圧力を受けると、前記各円運動曲線棒が回動しながら、前記回転羽根の両側の羽根面の全体が交互に上側に凸状となる曲面状に拡開されることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
7. 前記回転羽根は、回転羽ばたきにより胴体の上向き浮揚力のみならず、前方推進力が一緒に生成できるように、前記回転羽根の羽根面は羽根自転軸を中心として左右の羽根面が線対称をなし、前記羽根自転軸の軸方向に沿って螺旋状に長尺にかつ緩やかにねじれたプロペラ状に形成されることを特徴とする、請求項１または４に記載の回転羽ばたき飛行装置。
8. 複数の前記回転羽ばたき器具が個別的に１つ以上の駆動源を備えるか、あるいは、複数の回転羽ばたき器具ごとの回転羽根の公転速度が互いに異なるように制御可能であることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
9. 前記回転羽ばたき飛行装置は、飛行士が背側に背負うことができ、前記飛行装置胴体の左側と右側にそれぞれ位置している回転羽ばたき器具は、前記胴体の横方向に伸びた羽根受け角回動軸により互いに結合され、前記羽根受け角回動軸は、前記胴体を基準として上下方向に円弧運動が可能なように前記胴体に蝶合されることを特徴とする、請求項１または７に記載の回転羽ばたき飛行装置。
10. 前記回転羽ばたき飛行装置は、４つ以上の回転羽ばたき器具が前、後、左、右にそれぞれ配置された、オートバイまたは大型車両の形状であることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
11. 前記回転羽ばたき飛行装置は、水密性を確保して水上運行や水中運行が可能な運送手段であることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。
12. 前記回転羽ばたき飛行装置は、複数の回転羽ばたき器具が胴体に結合されて、胴体の位置は固定されたままで流体を移動させる扇風機や送風装置であることを特徴とする、請求項１に記載の回転羽ばたき飛行装置。