JP4130209B2 - プロペラ飛行機玩具 - Google Patents

Description

本発明は、飛行機本体と該飛行機本体を操縦するためのコントローラとを備えたプロペラ飛行機玩具に関するものである。

従来、プロペラの回転によって飛行するとともに縦軸を中心にラダーが左右に回動して旋回を行う飛行機本体と、前記プロペラの回転及び前記ラダーの回動を遠隔で制御するためのコントローラとを備えた飛行機玩具が知られている（例えば特許文献１）。
特開平７−４０８９７号公報

このプロペラ飛行機玩具にあっては、ラダーを飛行機本体の後方から見て左側に回動させると左旋回を行い、右側に回動させると右旋回を行う。
しかし、従来のプロペラ飛行機玩具にあっては、左旋回するときと右旋回するときとでラダーの舵角を同じとしていたため、特に、軽量化のため発泡プラスチック材で飛行機本体の主体が構成されたものでは、次のような不都合が生じていた。
すなわち、プロペラ飛行機玩具にあっては、プロペラの回転によって気流（プロペラ後流）が生じる。このプロペラ後流は、プロペラ飛行機本体の胴体に沿って渦を巻くように後方に流れる。そして、このプロペラ後流は飛行機本体の左右に均等には当たらず、左右いずれかの側に強く当たることになる。
この場合、左旋回するときと右旋回するときとでラダーの舵角を同じとすると、飛行機本体のプロペラ後流が強く当たる側にラダーを回動させた場合には、ラダーにはプロペラ後流と飛行速度による気流とが当たる一方で、ラダーを反対側に回動させた場合には、ラダーには主に飛行速度による気流が当たることになる。その結果、左右の旋回性能にバラツキができてしまうという問題がある。また、飛行機本体のプロペラ後流が強く当たる側にラダーを回動させた場合、そのプロペラ後流の影響を強く受け飛行機本体が墜落してしまう危険性がある。

そこで、本発明は、左右でバランスの取れた旋回性能を持つプロペラ飛行機玩具を提供することを目的としている。

請求項１記載のプロペラ飛行機玩具は、プロペラの回転によって飛行するとともに縦軸を中心にラダーが左右に回動して旋回を行う飛行機本体と、前記プロペラの回転及び前記ラダーの回動を遠隔で制御するためのコントローラとを備えたプロペラ飛行機玩具において、前記ラダーは、前記飛行機本体の左右でプロペラ後流が強く当たる側での最大舵角が他側の最大舵角に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とする。ここで「舵角」とは、ラダーが左右のいずれにも回動しない中立位置からの回動角をいう。また、「左右」とは飛行機本体の飛行方向に向けての左右をいう。さらに、「縦軸」とは飛行機本体の上下方向をいう。

請求項２記載のプロペラ飛行機玩具は、請求項１記載のプロペラ飛行機玩具において、前記プロペラは前記飛行機本体の胴体の上側に付設され、前記ラダーの左右の最大舵角は、前記プロペラの回転方向と同じ側で小さくなるように構成されていることを特徴とする。

請求項３記載のプロペラ飛行機玩具は、請求項１又は２記載のプロペラ飛行機玩具において、前記飛行機本体の胴体にはトリムタブが付設され、前記トリムタブは、飛行方向の前側部分に対して後側部分が前記飛行機本体の左右でプロペラ後流が強く当たる側から離反するように前記胴体の中心軸に対して傾斜した状態で付設されていることを特徴とする。

請求項４記載のプロペラ飛行機玩具は、請求項１から３いずれか一に記載のプロペラ飛行機玩具において、前記ラダーは、前記胴体の後端に付設されていることを特徴とする。

請求項５記載のプロペラ飛行機玩具は、請求項１から４いずれか一に記載のプロペラ飛行機玩具において、前記ラダーは、前記飛行機玩具の胴体又は水平尾翼に付設した左右のストッパによって左右の最大舵角を規制されるように構成されていることを特徴とする。

請求項６記載のプロペラ飛行機玩具は、請求項５に記載のプロペラ飛行機玩具において、前記ストッパは、前記水平尾翼の後辺に設けた切欠きの縁によって構成されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ラダーは、飛行機本体の左右でプロペラ後流が強く当たる側での最大舵角が他側の最大舵角に比べて小さくなるように構成されているため、飛行機本体のプロペラ後流が強く当たる側にラダーを回動させる場合にはプロペラ後流による影響を軽減させることができる一方で、反対側にラダーを回動させる場合には飛行速度による気流による影響を強めることができるので、左右の旋回性能のバランスを取ることができる。

請求項２記載の発明によれば、プロペラが胴体の上側に付設されているため、飛行機本体の右側にプロペラ後流が強く当たることになるが、飛行機本体の右側での最大舵角が左側の最大舵角に比べて小さくなっているので、飛行機本体の右側にラダーを回動させる場合にはプロペラ後流による影響を軽減させることができる一方で、左側にラダーを回動させる場合には飛行速度による気流による影響を強めることができる。その結果、左右の旋回性能のバランスを取ることができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、次の効果を得ることができる。
すなわち、トリムタブは、飛行方向の前側部分に対して後側部分が飛行機本体の左右で強くプロペラ後流が当たる側から離反するように胴体の中心軸に対して傾斜した状態で付設されているため、トリムタブは、飛行機本体においてプロペラ後流が強く当たる側ではプロペラ後流の影響を軽減させることができる一方で、反対側では飛行速度による気流の影響を強く受けることとなる。その結果、直進性能の向上が図れることになる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１から３いずれか一に記載の発明の効果に加えて、次の効果を得ることができる。
すなわち、ラダーは、比較的に頑丈に作られる胴体の後端に付設されているので、ラダーの付設が容易となる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１から４いずれか一に記載の発明の効果に加えて、次の効果を得ることができる。
すなわち、ラダーは、水平尾翼に付設したストッパによって最大舵角を規制されるように構成されているので、ラダー制御が容易となる。

請求項６記載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加えて、次の効果を得ることができる。
すなわち、ストッパは、水平尾翼の後辺に設けた切欠きの縁によって構成されているので、ストッパを簡単に付設できることになる。

以下に、本発明に係る飛行機玩具を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るプロペラ飛行機玩具の斜視図、図２は飛行機本体の平面図、図３はラダーの取付構造を示す図、図４はコントローラの回路構成を示すブロック図、図５は飛行機本体の回路構成を示すブロック図である。

（飛行機玩具の全体構成）
図１に示すように、プロペラ飛行機玩具１は小型・軽量の飛行機本体２とコントローラ３とを備えている。飛行機本体２はコントローラ３によって操縦され、例えば、室内等の狭い場所でも飛行できるようになっている。この場合、コントローラ３によって、飛行機本体２の飛行速度の調節や左右の旋回を行わせることができるようになっている。

（飛行機本体の構成）
１．全体
飛行機本体２の主体は、図１及び図２に示すように、胴体２１、主翼２２、水平尾翼２３、トリムタブ２４及びラダー２５から構成されている。そして、これらは発泡プラスチック材によって構成されている。実施形態の飛行機本体２の発泡プラスチック材としてはスチロール系のものが使用されているが、ウレタン系その他のものであってもよい。要は、飛行機本体２として必要とされる強度を有し、軽量のものであればよい。

２．主翼
実施形態の飛行機本体２では、主翼２２は左右一体型のものとなっている。そして、この主翼２２は胴体２１の前側部分上側に付設されている。しかし、この主翼２２は、左右一体型のもので、胴体２１に形成したスリットに差し込んで付設されるものであってもよいし、左右別体型のもので胴体２１の左右各々に付設されるものであってもよい。また、この主翼２２は胴体２１の前側部分下側に付設されるものであってもよい。

３．胴体
胴体２１は、特に限定はされないが、厚手の発泡プラスチック薄板によって構成されている。この胴体２１には、該胴体２１を左右に貫く透孔２１ａが複数形成されている。この透孔２１ａを形成することによって、飛行機本体２の軽量化が図られている。
胴体２１における主翼２２の取付部分の後側は上側がＵ字状に切り欠かれた構造となっている。そして、胴体２１には、切欠き２１ａにプロペラ２６が位置するようにプロペラ駆動用モータＭが付設されている。プロペラ駆動用モータＭは、コントローラ３からの制御信号に従って駆動制御される。実施形態の飛行機本体２では、プロペラ２６は飛行機本体２の後方から見て、右回転するように構成されている。ただし、このプロペラ２６は左回転するものであってもよいことは勿論である。また、プロペラ２６の取付位置は胴体２１の前端であってもよいことは勿論である。
また、胴体２１に切欠き２１ａを形成した結果、胴体２１における切欠き２１ａの後側部分は実質的に垂直尾翼として機能するようになっている。

４．水平尾翼
胴体２１の後端部上側には水平尾翼２３が付設されている。実施形態の飛行機本体２では、特に限定はされないが、水平尾翼２３は左右一体の構造となっている。そして、水平尾翼２３の後辺の左右方向の中央には切欠き２３ａが形成されている。この切欠き２３ａは平面視で左右非対称となっている。この切欠き２３ａは、ラダー２５の左右の最大舵角を規制するためのものであり、切欠き２３ａの縁がラダー２５の回動の際のストッパとして機能するようになっている。勿論、水平尾翼２３に切欠き２３ａを形成する代わりに、水平尾翼２３の下面の左右に突起からなるストッパを付設してもよい。さらに、胴体２１の後端に、上方からみた場合に、後方に向けて開口するＵ字状のストッパ部材を付設し、そのストッパ部材における対向する２片の間にラダー２５の基端部を位置させ、前記２片によってラダー２５の最大舵角を規制するようにしてもよい。この場合、ストッパ部材は左右別体であってもよい。
また、水平尾翼２３の上面には、特に限定はされないが垂直尾翼風の形態を持つトリムタブ２４が上方に突出するように取り付けられている。

５．トリムタブ
トリムタブ２４は、飛行方向の前側部分に対して後側部分が飛行機本体２の左右でプロペラ後流が強く当たる側から離反するように胴体２１の中心軸に対して傾斜した状態で付設されている。実施形態のプロペラ飛行機玩具１にあっては、飛行機本体２を後方から見た場合にプロペラ２５が右回転となっていて、プロペラ後流が飛行機本体２の右側に強く当たる構造となっているため、トリムタブ２４は、上方から見て飛行方向の前側部分よりも後側部分が飛行機本体２の左側に偏倚するように胴体２１に対して傾けて付設してある。

６．ラダー
胴体２１の後端にはラダー２５が取り付けられている。このラダー２５は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、胴体２１に付設した縦軸２１ｂに連結されている。すなわち、ラダー２５には連結部材２５ａの一端が固定されている。この連結部材２５ａは途中部分に縦軸２１ｂが固定されて設けられるか、或いは、連結部材２５ａの途中部分が縦軸２１ｂに枢着されている。そして、この縦軸２１ｂは、胴体２１に枢着されるか、或いは固着されている。その結果、ラダー２５は縦軸２１ｂを中心に左右に揺動可能となっている。連結部材２５ａの他端側は、胴体２１に付設したラダー駆動用コイルＣに挿入されている。そして、その挿入部分には永久磁石２５ｂが付設されている。この場合、永久磁石は、Ｎ極及びＳ極の一方が飛行機本体２の左右いずれか一方に、Ｎ極及びＳ極の他方が飛行機本体２の左右いずれか他方に向くようにして付設されている。そして、ラダー駆動用コイルＣに電流が流れた際に、その電流の流れる方向に応じてラダー２５が左右いずれかの方向に回動するようになっている。なお、ラダー駆動用コイルＣに電流が流れない状態では、特に限定はされないが、ラダー２５はフリーの状態となっている。勿論、ラダー駆動用コイルＣに電流が流れない状態で、ラダー２５を中立位置に保持するように、ばね等の付勢手段を設けてもよい。また、永久磁石の左右にコイルをそれぞれ付設してラダー２５を左右に回動させる構造としてもよいし、コイルをラダー２５側に設け、極性の異なる極がコイルに対向するように永久磁石の極をその左右に設けてもよい。
なお、永久磁石２５ｂの縦軸２１ｂを中心とする回動角度はラダー２５が左右で最大舵角を取れるようにラダー駆動用コイルＣ内に設置されている。
また、ラダー駆動コイルＣの中心軸線が胴体２１の中心軸線に対して左方向に偏倚するようにラダー駆動コイルＣを胴体２１に付設し、ラダー２５が左右に回動した際にラダー駆動コイルＣの後端内側に連結部材２５ａを当接させることで、ラダー２５の左右の最大舵角が規制されるようにしてもよい。この場合には、ラダー駆動コイルＣの後端内側がストッパを構成することになる。実施形態のプロペラ飛行機玩具１の場合にはプロペラ２６が右回転なので、ラダー駆動コイルＣの中心軸線を胴体２１の中心軸線に対して左方向に偏倚させるようにするが、プロペラ２６が左回転の場合には逆方向に偏倚させるようにする。

また、ラダー２５は、特に限定はされないが菱形に形成され、ラダー２５の後部上端が上記水平尾翼２３の切欠き２３ａに臨んでいる。ラダー２５を方形に形成し、その後部上端にピン等の突起を付設し、その突起を水平尾翼２３の切欠き２３ａに臨ませてもよい。
このラダー２５は、左右に回動した際に、切欠き２３ａの縁によって回動を規制されるようになっている。切欠き２３ａの縁はこの場合、飛行機本体２の左右でプロペラ後流が強く当たる側での最大舵角が他側の最大舵角に比べて小さくなるように構成されている。実施形態のプロペラ飛行機玩具１にあっては、飛行機本体２を後方から見た場合にプロペラ２５が右回転となっており、プロペラ後流が飛行機本体２の右側に強く当たるため、右側の最大舵角の方が左側の最大舵角より小さくなるように切欠き２３ａは形成されている。

７．その他
なお、胴体２１には、コントローラ３からの制御信号に従ってプロペラ２６やラダー２５の動作制御を行うために必要とされる充電式電池や各種電子部品及び電気回路が設けられている。また、胴体２１の機首下側には、コントローラ３の電源でもって充電式電池の充電を行うための端子２７が付設されている。この場合の充電式電池としては、特に限定はされないが、リチウムポリマー電池、ニッカド電池、電気二重層コンデンサ又はコンデンサ（キャパシタ）が設けられている。このうち、リチウムポリマー電池は、高容量、高電圧、軽量、と言った特性を持つ。

（コントローラ３の構成）
図１に示すように、コントローラ３にはプロペラ制御用つまみ３ａ及びラダー制御用つまみ３ｂが設けられている。このうちプロペラ制御用つまみ３ａはプロペラ２６の回転速度を制御するためのものである。一方、ラダー制御用つまみ３ｂはシーソー式のもので、ラダー２５を左右に回動させるためのものである。また、コントローラ３には電源スイッチ３ｃ及び赤外線ＬＥＤ３ｄが付設されている。

図４はコントローラ３の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、コントローラ３はＣＰＵ３００、入力部３０１、電流増幅部３０２、充電部３０３及び赤外線送信部３０４を備えている。このうち充電部３０３は飛行機本体２の電池を充電するためのものである。なお、図示はしないが、コントローラ３には電源である電池が組み込まれている。

ここで、入力部３０１への入力は上記プロペラ制御用つまみ３ａと上記ラダー制御用つまみ３ｂによって行われる。ＣＰＵ３００は図示しないＲＯＭ及びＲＡＭを含むワンチップマイコンで構成されている。ＣＰＵ３００は、入力部３０１から入力された操作情報に基づいて制御データを生成するとともに、電流増幅部３０２及び赤外線送信部３０３を介して赤外線ＬＥＤ３ｄから制御信号を飛行機本体２に向けて発信させる。

（飛行機本体２の回路構成）
図５は飛行機本体２の回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、飛行機本体２は赤外線受信部２００、ＣＰＵ２０１、モータ駆動部２０２及びコイル駆動部２０３を備えている。ＣＰＵ２０１は、赤外線受信部２００で検知した赤外線信号に含まれている制御データを抽出する。このＣＰＵ２０１は図示しないＲＯＭ及びＲＡＭを含むワンチップマイコンで構成されている。ＣＰＵ２０１は制御データをＲＡＭに格納し、ＲＯＭのプログラムに応じて飛行機本体２の動作を制御する。

ここで、モータ駆動部２０２はＣＰＵ２０１の指令に従ってプロペラ駆動用モータＭの駆動停止、モータの駆動開始、モータの回転速度の変更を行う。一方、コイル駆動部２０３はＣＰＵ２０１の指令に従ってラダー駆動用コイルＣへの通電停止、ラダー駆動用コイルＣへの通電開始、ラダー駆動用コイルＣへ供給する電流の向きの変更を行う。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、赤外線によって飛行機本体２を操縦（遠隔制御）するようにしたが、電波によって遠隔制御できることは勿論である。

プロペラ飛行機玩具の外観を示す斜視図である。 プロペラ飛行機玩具の平面図である。 ラダーの取付構造を示す図であり、同図（Ａ）は側面図、同図（Ｂ）は平面図である。 プロペラ飛行機玩具のコントローラの回路構成を示すブロック図である。 プロペラ飛行機玩具の飛行機本体の回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ プロペラ飛行機玩具
２ 飛行機本体
３ コントローラ
２１ 胴体
２２ 主翼
２３ 水平尾翼
２３ａ 切欠き
２４ トリムタブ
２５ ラダー
２６ プロペラ

Claims (6)

1. プロペラの回転によって飛行するとともに縦軸を中心にラダーが左右に回動して旋回を行う飛行機本体と、前記プロペラの回転及び前記ラダーの回動を遠隔で制御するためのコントローラとを備えたプロペラ飛行機玩具において、前記ラダーは、前記飛行機本体の左右でプロペラ後流が強く当たる側での最大舵角が他側の最大舵角に比べて小さくなるように構成されていることを特徴とするプロペラ飛行機玩具。
2. 前記プロペラは前記飛行機本体の胴体の上側に付設され、前記ラダーの左右の最大舵角は、前記プロペラの回転方向と同じ側で小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のプロペラ飛行機玩具。
3. 前記飛行機本体の胴体にはトリムタブが付設され、前記トリムタブは、飛行方向の前側部分に対して後側部分が前記飛行機本体の左右でプロペラ後流が強く当たる側から離反するように前記胴体の中心軸に対して傾斜した状態で付設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のプロペラ飛行機玩具。
4. 前記ラダーは、前記胴体の後端に付設されていることを特徴とする請求項１から３いずれか一に記載のプロペラ飛行機玩具。
5. 前記ラダーは、前記飛行機玩具の胴体又は水平尾翼に付設した左右のストッパによって左右の最大舵角を規制されるように構成されていることを特徴とする請求項１から４いずれか一に記載のプロペラ飛行機玩具。
6. 前記ストッパは、前記水平尾翼の後辺に設けた切欠きの縁によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載のプロペラ飛行機玩具。

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