JP4680697B2

JP4680697B2 - 浮遊体

Info

Publication number: JP4680697B2
Application number: JP2005186556A
Authority: JP
Inventors: 利朗伊藤; 勝久大蔦; 慎悟濱田; 辰則火原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2025-06-27
Also published as: JP2006087908A

Description

本発明は、空中に静止したままホバリングをすることが可能な浮遊体に関するものである。

古来よりいろいろな飛行体、或いは、浮遊体が考案されているが、現在まで空中に静止したままの状態を保つ浮遊体は存在していなかった。ここで浮遊体とは、プロペラなどに頼らず、風を受けて、あるいは鳥や昆虫のように自らの動作で空中に浮遊するものと定義している。
特開２０００−２６２７７２号公報特開２００３−１８１１５６号公報特開平５−１７８２９３号公報特開２００２−８５８６０号公報特開平６−２９６７６５号公報国際公開第ＷＯ９８／３０４４５号公報特開２００３−９６２号公報特開２００３−３４１５９９号公報特開２００１−２１３３９２号公報特開２０００−９８８７８号公報

凧は一種の浮遊体であるが、締結線により拘束され、風を利用することにより、飛行するものである。したがって、風がなければ、自らの動作により空中に静止するということができない。
この発明は、自らの動作により空中に静止することができる浮遊体を提供することを目的とする。

この発明に係る浮遊体は、電源を含んだ胴部と、胴部の両側に、かつ上に取付けられた一対の主翼を持ち、胴部の先端と後端との正逆方向に主翼を駆動する主翼駆動部とを備え、主翼の正逆方向への移動により浮遊することを特徴とする。

この発明に係る浮遊体では、翼を所定の方向に動作させることにより、自らの力で空中に静止することが可能になる。従って、無風状態でも、或いは、室内においても浮遊することが可能になる。

浮遊体の一例として、古典的な凧と、主翼・尾翼を持っている凧（以後バイオカイトという）の場合を示す。
図１は、締結線により浮遊する浮遊体である凧の各部の名称を示す図である。
図１は、古典的な凧の側面図である。また図２は、バイオカイトの図である。図２（ａ）は、バイオカイトの側面図、図２（ｂ）は、前方図、図２（ｃ）は、上面図である。
凧とは、一般に、「空気よりも重く、１本の糸（締結線）が付いていて、風によって水平線に対し、ある角度を持って上がるもの」をいう。気球や風船は、空気より軽いので凧ではない。スポーツカイトは２本以上の糸があるので、ここでは凧ではない。グライダーや紙飛行機や、いわゆる無線操縦玩具は糸がないので、凧ではない。
人間から凧までの糸は１本のみである。糸は、糸目を経由して凧と結ばれる。この糸目は、凧の胴部中央に結ばれる。糸目は１本の場合から複数本の場合があり、凧と１箇所以上の点で締結されている。凧は、風に対して迎角Ａがあることにより、凧には抗力と揚力が発生する。一般に凧に作用する重力は、風力に比べて十分小さいので、簡単のためにこれを無視すると、糸目において糸の張力と凧の抗力と揚力の合成力とが釣り合い、凧は空中に浮遊する。
図１に示すように、古典的な凧には尾翼がないので、通常抗力の大きい失速の状態でしか安定に飛ばすことができない。この場合の迎角を失速角という。
これに対して、図２に示すように、凧に尾翼を付け、主翼のゼロ揚力線より角度Ｂだけ上方に曲げれば、迎角を失速角より小さくして、抗力のほとんど無視できる状態で安定に凧を揚げることができる。この場合凧に加わる風力は、風に垂直な揚力がほとんどで風の方向に働く抗力は揚力の１／１０以下ときわめて小さく無視できる。これがバイオカイトである。バイオカイトの場合、糸目の位置あるいは尾翼の角度Ｂを調整することで、失速角以下の状態で、迎角Ａ、したがって揚力を変更することができる。なお、バイオカイトは、揚力で風の方向と垂直にあがるべきだが、通常やや風に流されて斜めに揚がる。これは図２（ａ）に示すように糸が風の抵抗を受けて流されるからである。

図２（ｂ）（ｃ）に示すように、バイオカイトは、上反角Ｃ、ないし後退角Ｄが適当にあることにより、横滑り復元性やスパイラル安定性が保たれ、空中に止まること、すなわち風を受けて浮遊することができる。
なお、凧は、浮遊体の一例であるが、一般に浮遊体には、締結線はなくてもよい。

実施の形態１．
本発明になる浮遊体は、重心ないし糸目が主翼の揚力中心のほぼ真下にあれば、吹き付ける風を利用して浮かぶ凧や飛ぶ鳥や飛行機のような安定性についての考慮を必要としない。したがって、かならずしもバイオカイトや鳥や飛行機などのように尾翼や後退角や上反角を必要としないが、ここではホバリングをすることで有名だが尾翼のある「はちどり」の模型を作ることを想定して説明する。
図３と図４は、浮遊体９９の平面図である。
図３は一対の主翼１５が矢印Ｄ１の方向（頭部方向）に動いている状態を示している。また、図４は、一対の主翼１５が矢印Ｄ２の方向（尾部方向）に動いている状態を示している。

図５は浮遊体９９の翼の回転軸が胴体の中心線と横方向に直行の状態にある二つの状態を示した上面図であり、図６と図７は、浮遊体９９の側面図である。
図６は、主翼１５が矢印Ｄ１の方向に動いている状態を示している。図７は、主翼１５が矢印Ｄ２の方向に動いている状態を示している。

浮遊体９９は、図１や図２に示すように、糸により締結されていても構わないし、或いは、糸が存在しない自由に飛行するものであっても構わない。浮遊体９９は、基板部２４、電池５０１や制御装置５０２などが収納された胴体５００、および必需品ではないがハチドリの模型として尾翼１６を有している。基板部２４には、モータ１９５が取り付けられている。モータ１９５は、胴体に収納された電池５０１と制御装置５０２から正負交互に電圧が変化する電力を供給され、正逆両方向に回転することができるものとする。モータ１９５の巻き取り軸１９６には、一対の主翼１５から糸１９９が結ばれている。巻き取り軸１９６が矢印Ｍ１或いはＭ２方向に回転することにより、糸１９９は、巻き取り軸１９６に巻き付けられたり、或いは、ほどかれたりする。この巻き取り軸１９６の回転とゴムやつるまきばねなどの伸縮性の弾性体１６４の張力により、主翼１５は、矢印Ｄ１又はＤ２の方向に移動することになる。

基板部２４には、純粋にメカニカルに動作するホバリング機構２９０が取り付けられている。このホバリング機構２９０は、一対の主翼１５を介して矢印Ｄ１とＤ２の方向に主翼主骨３３を回動可能に取り付けている。基板部２４は、更に、接続点２５を有し、上述のように伸縮性の弾性体１６４を結びつけている。また、弾性体１６４は、接続点２６と結ばれている。接続点２６は、このようにして、弾性体１６４と糸１９９を１点で接続している。
これにより、巻き取り軸１９６が糸１９９を巻き取ると、図３に示すように、糸１９９は矢印Ａ１方向に移動し、併せて弾性体１６４は矢印Ｂ１方向に伸長し、接続点２６において主翼１５を矢印Ｄ１方向に動かす。
また、巻き取り軸１９６が糸１９９をほどくと、図４に示すように、弾性体１６４は矢印Ｂ２方向に収縮し、併せて糸１９９は矢印Ａ２方向に移動し、接続点２６において主翼１５を矢印Ｄ２方向に動かす。

図６と図７に示すように、主翼１５が、互いに正逆の方向である矢印Ｄ１とＤ２に移動する場合には、ホバリング機構２９０の構造に基づき、主翼１５は、失速角より小さい迎角θでスライドするようになっている。主翼１５が正逆両方向に移動するときに、迎角θを有していることにより、抗力が極めて小さい状態で揚力が生じ、浮遊体９９が上空に揚がる力が生ずることになる。また、主翼１５が正逆両方向に移動することにより、小さいとはいえ横方向への抗力が正逆両方向に生ずることになり、浮遊体９９は、前後に移動することなく、あたかも静止した状態になる。
このようにして、浮遊体９９は、空中静止（ホバリング）を行うことができる。

図８と図９を用いて主翼１５の動作について説明する。
図８は、主翼１５の正逆両方向の両端の状態を示している。主翼１５は、主翼主骨３３を中心に矢印Ｒ１とＲ２との方向に回転できるようになっている。図９は、その主翼１５の回転の状態を示す図である。
（ａ）〜（ｃ）までが、主翼１５の矢印Ｄ１方向への移動を示している。（ｃ）〜（ｅ）までが、主翼主骨３３を中心に主翼１５が、矢印Ｒ１の方向に回転する場合を示している。（ｅ）〜（ｇ）までが、主翼１５が矢印Ｄ２方向に移動する場合を示している。（ｇ）〜（ｉ）までが、主翼主骨３３を中心に主翼１５が、矢印Ｒ２の方向に回転する場合を示している。（ｉ）の次は、（ａ）に戻る。
このように、主翼１５が主翼主骨３３を中心にして両端で回転することにより、主翼１５の正逆両方向への移動時には、正逆両方向の迎角θをもって主翼１５を移動させることが可能になる。

図１０，図１１，図１２，図１３に基づいて、主翼１５を矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動させ、かつ、主翼１５を主翼主骨３３中心に回転させるホバリング機構２９０の構造を説明する。

図１０は、ホバリング機構２９０の平面図である。
図１０において、ホバリング機構２９０は、基板部２４に固定され、背中上方に向かう回転軸２８４を有している。ヒンジ機構２８２は、回転軸２８４により矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動可能に取り付けられている。ヒンジ機構２８２には、回転筒２８１が矢印Ｒ方向に回転できるように取り付けられている。回転筒２８１には、主翼主骨３３が固定されている。主翼主骨３３は、迎角付与機構１９８により矢印Ｒ方向に回転する。
このようにして、主翼主骨３３は、回転軸２８４を中心に正逆両方向に回動できるとともに、主翼主骨３３を中心に自らを回転させることが可能に取り付けられている。

図１１と図１２は、図１０に示したホバリング機構２９０の側面図（主翼主骨３３側から見た側面図）である。
図１１および図１２において、回転筒２８１には、断面が互いに平行な辺を２対もつ六角形のスライダ２８５が取り付けられている。スライダ２８５は、ホバリング機構２９０のスライド溝２８６をスライドする。スライダ２８５の対向する平面がスライド溝２８６の上下の面と平行な状態にスライドする。スライダ２８５の平行な面と主翼主骨３３とは、失速角より小さい迎角θだけ角度を持っている。即ち、スライダ２８５がスライド溝２８６により規制された状態でスライドする際、主翼主骨３３は、移動方向Ｄ１およびＤ２に対して迎角θを持つことになる。
このようにして、主翼１５が迎角θを保つことができる。主翼１５に迎角θを付与する機構を迎角付与機構１９８とする。

次に、主翼主骨３３の回転機構について説明する。
図１０において、ホバリング機構２９０は、ストッパー２８３を４箇所に有している。ストッパー２８３は、図１１および図１２に示すように斜面２８７を有している。

図１３は、図１１と図１２に示したホバリング機構２９０の側面の左端における動作説明図である。
図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、スライダ２８５が矢印Ｄ２の方向に来た場合、スライダ２８５の端部が斜面２８７に当たり、矢印Ｒ２の方向に回転する。図１３（ｄ）〜（ｆ）においては、スライダ２８５が矢印Ｄ１に向かう場合、スライダ２８５が矢印Ｒ２の方向に回転して再びスライド溝２８６をスライドすることになる。（ｂ）〜（ｅ）までの矢印Ｒ２の方向への回転は、糸１９９と弾性体１６４による張力との差が主翼主骨３３を中心にして主翼主骨３３を回転させる方向に働くことにより行われるものである。このように、ホバリング機構２９０は、主翼主骨３３をメカニカルに回転させたり回動させたりする点が特徴である。

以上のように、この実施の形態によれば、一対の主翼１５を浮遊体の後部方向と尾部方向の正逆方向にスライドさせることにより、浮遊体９９を空中で静止させることが可能になる。

また、主翼１５の正逆方向への移動時に、いずれの場合でも失速角より小さい迎角θが確保できるようにしているので、常に翼の運動に垂直な揚力を確保することが可能になる。

また、主翼主骨３３を中心にして主翼１５を回転させることにより、いずれの方向に主翼１５を回動する場合でも、進行方向に対して同一の迎角θを保つことが可能になる。

また、主翼１５を回動させることにより、小さくはあるが存在する前後方向への力（抗力）を交互に出すことにより空中に静止することが可能になる。

実施の形態２．
図１４は、実施の形態２の浮遊体９９の平面図である。
実施の形態１の弾性体１６４の代わりに、糸１９９を用いた場合を図１４に基づいて説明する。
モータ１９５は、基板部２４の中央部に設けられており、両側に巻き取り軸１９６を有している。この両側に設けられた一対の巻き取り軸１９６に対して糸１９９が巻き付けられ、或いは、元に戻されることにより、主翼１５が、互いに正逆方向である矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動する。その他の構造及び動作は、実施の形態１と同じである。

実施の形態３．
図１５と図１６と図１７は、張力差と風力で作動するホバリング機構２９０を示す図である。
図１５は、側面図、図１６は、平面図、図１７は、図１６に示すＡ−Ａ位置での断面図を示している。
図１５において、ホバリング機構２９０は、基板部２４に対してワッシャー３８１、ワッシャー３８２、ワッシャー３８３を用いて取り付けられている。
図１６において、回転半円盤３８６と回転半円盤３８５が、各ワッシャーを介して、矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動可能に取り付けられている。回転軸３８４は、主翼主骨３３の回動の中心となる軸である。回転半円盤３８５と回転半円盤３８６には、突部３８７を備えた回転筒２８１が取り付けられている。回転筒２８１は、Ｒ方向に回転自在に取り付けられている。主翼主骨３３は、主翼１５の揚力中心より前縁側に取り付けられている。
図１７に示すように、回転半円盤３８６と回転半円盤３８５は、迎角を決定する迎え面３８８を有しており、回転筒２８１は、回転半円盤がＤ１或いはＤ２方向に回動するとＲ１あるいはＲ２方向に回転しようとするが、突部３８７が迎え面３８８に当接し、それ以上の回転が抑制される。
図１７において、迎え面３８８と水平方向の角度は失速角より小さい迎角θである。従って、主翼１５は、正逆両方向に動く場合、いずれも失速角より小さい迎角θを有して回動することになる。主翼１５に迎角θを付与する機構を迎角付与機構１９８とする。

図１８と図１９は、張力と風力で作動するホバリング機構２９０の別例を示す図である。
図１８は、側面図で図１５に対応し、図１９は、断面図で図１７に対応する。
図１６と図１７に示すホバリング機構２９０では、ワッシャーの代わりにビーズ球のような球体を使用することで、主翼主骨３３の回動を行い易くしている。

図２０と図２１と図２２は、張力差と風力の併用で作動するホバリング機構２９０のもう一つの形態を示す図である。
図２０は平面図、図２１は図２０に示すＡ−Ａ位置での断面図、図２２は図２０に示すＢ−Ｂ位置での断面図を示している。
図２０において、ホバリング機構２９０は、図２１、図２２の断面図に示すように、テフロン（登録商標）などの摩擦係数の小さい材料でできた、あるいはそれでコートされた回転半円盤３８５の上に回転半円盤３８６が重なって位置し、それぞれ矢印Ｄ１とＤ２との方向に回動可能に取り付けられている。回転半円盤３８５と回転半円盤３８６とは、各１つの迎角付与機構１９８と接続し、迎角付与機構１９８は、回転半円盤３８５と回転半円盤３８６の回動に併せて、矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動する。
迎角付与機構１９８の動作は、実施の形態３の迎角付与機構１９８と同様である。

以上の張力と風力を併用して作動する各種のホバリング機構においては、ホバリング機構２９０は、単に、主翼主骨３３を回動自在及び回転自在に取り付けているだけであり、主翼主骨３３が弾性体１６４と糸１９９により張力を加えられとともに風力を受け、Ｄ１とＤ２方向に迎角一定の回動、或いは、主翼主骨３３の回動の終端におけるＲ方向の回転を許可するような構造になっている点が特徴である。

図２３は、実施の形態３における張力差と風力で動作するホバリング機構２９０の回動の終端における回転動作の説明図である。
図２３に示す（１）の状態、すなわち主翼１５が迎角θを持った状態を維持しながら、主翼１５がＤ２方向に回動し、左終端に達すると、弾性体１６４で引っ張られていた糸１９９が突然モータで巻き取られて張力をＤ１の方向に発生する。このとき、主翼１５には、弾性体１６４と糸１９９との張力差による時計回り（Ｒ２）の回転力が加わるだけではない。その他に、主翼１５の回転とともに変化する力の作用点３８９において、風力が「作用する力１」から始まって、「作用する力２」、続いて揚力というようにその作用点３８９を変えながら加わって、主翼を時計回りに回転させようとする。このため、主翼１５が図の（１）状態から（２）の状態、続いて（３）の状態へと角（１８０−２θ）度だけ急速に時計回り（Ｒ２）に回転し、Ｄ１の進行方向に対して失速角より小さい迎角θを持つ（３）の状態になる。その結果、３４０の点に揚力と水平ないし下方に向かう糸や弾性体の張力が働き、なおも主翼を時計回りに回転させようとするが、回転筒２８１の突部３８７が迎え面３８８に当接し、迎角θが形成される。この後は、回転半円盤３８５と回転半円盤３８６はＤ１方向に張力差を受け、失速角より小さい迎角θを保って回動する。
主翼１５は、（３）の状態を維持しながらＤ１方向に回動し、右終端に達すると、同様にして、風力を受けて急速に反時計回り（Ｒ１）に回転し（１）の状態になる。
ここで、既に述べたように主翼１５の回転の中心（主翼主骨３３）は、迎角θのときの揚力中心（３８９Ｃ）より前縁側にあるものとしている。なお、一般に迎角が失速角より小さい場合、揚力中心は、前縁の近くで、とくにアスペクト比の大きい矩形平板翼では前縁から翼弦長（翼の幅）の１／４のところにある。

実施の形態４．
図２４は張力と風力で作動するホバリング機構を装備した浮遊体９９の平面図である。
図２４において、浮遊体９９は、モータ１９５を基板部２４において、ホバリング機構２９０の両側に設けられている。各モータ１９５は巻き取り軸１９６を有している。また、両モータの軸から出た糸は、前縁、ないしそれより前方に棒や板などを介して突き出して設置された接続点２６で結合されている。そして巻き取り軸は、主翼が迎角θで回動するときも、接続点２６より低い位置にあるように配置し、回動時に働く張力を上述のように水平ないしそれより下方になるようにしている。
各モータ１９５により、各巻き取り軸１９６に対して糸１９９が巻き取られ、或いは、ほどかれることにより、主翼１５が、互いに正逆方向である矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動すると共に、ホバリング機構２９０により矢印Ｒ１とＲ２の方向に回転する。

実施の形態５．
図２５は、張力と風力で作動するホバリング機構を持つ浮遊体９９のもう一つの実施の形態の平面図である。
図２５において、浮遊体９９には、一つのモータ１９５と巻き取り軸１９６とが設けられており、巻き取り軸１９６には、一対の主翼１５から糸１９９が結ばれている。
また、弾性体１６４を結びつけた接続点２５を有し、弾性体１６４と糸１９９は主翼の前縁、ないしそれより前方に突き出して設置された接続点２６で接続されている。そして、接続点２５とモータ１９５の巻き取り軸１９６は、翼が迎角θで回動するときも、少なくとも接続点２６より低くなる位置に置かれている。
浮遊体９９は、実施の形態１と同様にして、主翼１５が互いに正逆方向である矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動すると共に、主翼１５がホバリング機構２９０により矢印Ｒ１とＲ２の方向に回転する。

図２６と図２７は、実施の形態５の浮遊体９９の尾翼１６を除いた側面図である。
図２６は、主翼１５が矢印Ｄ１の方向に動いている状態を示している。
図２７は、主翼１５が矢印Ｄ２の方向に動いている状態を示している。
主翼１５は、実施の形態１と同様にして、糸１９９と弾性体１６４とに引っ張られ、矢印Ｄ１とＤ２の方向に回動すると共に、ホバリング機構２９０により迎角θを生じ、揚力と抗力とを受け、空中静止（ホバリング）を行うことができる。
なお、実施の形態４では、弾性体の張力を第２のモータの張力に置き換えれば、同様の説明が成立する。

実施の形態６．
以上の各実施の形態では、主翼１５を前後方向のみに動作させたが、主翼１５をさらに上下方向に羽ばたかせるような機構を追加してもよい。即ち、浮遊体９９は、主翼１５を適当な位置で、上下方向に動かす駆動部と、駆動部を取付けた基板部２４とを備えるようにしてもよい。こうすると主翼の前後方向への動作中には、回動の速度を変えて地平面に垂直に上下運動させることができる。また主翼１５の上下方向の羽ばたき運動では、飛ぶ鳥と同じように前進飛行させることができる。
さらに、また、浮遊体９９の重心の位置を遠隔ないし直接的な方法で、前後左右に変化させることにより、浮遊体９９を前後左右斜め方向のいずれかの方向に飛行させることも可能である。直線飛行以外に、周回飛行も可能である。

実施の形態７．
図２８は、実施の形態７における浮遊体の平面図である。図において主翼１５の主翼主骨３３に結合された回転軸３０６は、左右がヒンジ機構で結合されている上述の各種のホバリング機構とは異なり、軸受盤３００の両側に回転可能に直接に結合されている。そしてこの軸受盤３００は、ホバリング機構２９０の中心に鉛直方向に設置された主翼回動軸３０５を持ち、これがモータ１９５と直接に、あるいは図２８のように複数の減速歯車３０１、３０２・・からなる減速機構を介して結合されている。したがって、実施の形態７においては左右の翼が図２８の場合は、いずれも上から見て同一の時計まわりに回転している。その結果左の翼はＤ１の方向に前進し、右の翼はＤ２方向に後退する。

図２９は翼が図２８にあるときの浮遊体の主翼近傍の側面図である。図３０および図３１は、無ヒンジのホバリング機構の構造図であり、図３０は、上から見た平面図、図３１は図３０のＡ−Ａ断面図である。モータ１９５の回転は、通常、複数の減速歯車３０１、３０２・・からなる減速機構３０３により減速される。最終段の減速歯車３０１は主翼回動軸３０５に結合され、主翼を回動する。

軸受盤３００は、両端に回転軸３０６を回動可能に結合する挿入穴を有し、両端近傍に切り込み３０８を設けて軸受盤３００の切り込み面により迎え面３８８を形成してある。また、回転軸３０６には、切り込み３０８から凸部３０７を取り付けている。凸部３０７の側面が迎え面３８８に当接することにより（１８０−２θ）度の範囲で回転軸３０６を回動可能にしている。
主翼の回転軸３０６は、翼の前縁近くにおかれた主翼主骨３３に結合されている。その結果、進行方向に対して左の主翼は進行中にＲ２の、右の主翼はＲ１の回転力を生じるが、回転軸３０６にある突部３０７がホバリング機構の軸受盤３００の迎え面３８８に当接し、迎角θが維持される。その結果、主翼は、進行方向に対して失速角より小さい与えられた迎角θを持って回動（進行）し、揚力を生じる。

翼を駆動するモータ１９５は、翼の前進がたとえば図３２に示す特定の位置（回動の終端）にくると逆転するように制御されている。モータが図３２で逆転すると、前進していた左の翼はＤ２方向に後退を開始し、逆に後退していた右の翼はＤ１方向に前進を開始する。

上述のように、主翼の回転軸３０６は、主翼の前縁近くにおかれた主翼主骨３３に結合されている。したがってホバリング機構は、反転が生じる回動の終端で、実施の形態３の風力・張力併用機構図１７と同様の風力を受ける。その結果、実施の形態３の図２３で説明したように、主翼は回転軸３０６の周りに回転する。結局、主翼は（１８０−２θ）度だけ回転し、やはり進行方向に対してθの迎角を持って進行し揚力を生じる。
以上は、主翼が反時計回りするときも同様である。

実施の形態８．
図３３および図３４は、実施の形態８の全体の側面図および前面図である。実施の形態７では、左右の翼が同一方向に回転するので、胴体や尾翼の回転に関する慣性能率や風力抵抗が主翼の慣性能率や風力抵抗より小さいと、胴体部が主翼につれ回りして主翼の回転が小さくなることがある。これを防ぐために、尾翼１６を二つ折れにしたり、あるいは胴体５００を設けて、胴体部のつれまわり回転を慣性能率と風力抵抗の両面から抑制する方法が採られる。

実施の形態９．
また、各実施の形態では、主翼１５をモータの正逆に回転切り替を行って前後に動かしてきたが、ホバリング機構２９０にクランクとギアなどのようなメカニカル機構などからなる制御部を設け、制御部によりホバリング機構２９０に取付けた主翼１５を積極的に回動・回転させてもよい。

なお、空中静止という意味は、完全な静止ではない。浮遊体９９自身は主翼１５を往復運動させているので、浮遊体９９自身も空中で振動動作が生じている。しかし、見た目は、胴体が空中に停止しているかのようにみえ、これをホバリングという。これは、ヘリコプターやハチドリが空中静止しているのをホバリングというのと同じ意味である。

浮遊体の例としての凧の概要図である。浮遊体の例としてのバイオカイトの概要図である。ホバリング中の浮遊体９９における翼の前進の平面図である。ホバリング中の浮遊体９９における翼の後退の平面図である。主翼の回転軸と胴体が直行する状態の浮遊体９９の平面図である。実施の形態１の浮遊体９９の主翼前進中の側面図である。実施の形態１の浮遊体９９の主翼後退中側面図である。実施の形態１の主翼１５の回動運動の説明図である。実施の形態１の主翼１５の翼の運動の側面図からの説明図である。実施の形態１の機械的ホバリング機構の平面図である。機械的ホバリング機構の迎角付与機構の後退時の側面図である。機械的ホバリング機構の迎角付与機構の前進時の側面図である。実施の形態１の機械的ホバリング機構の動作説明図である。実施の形態２の浮遊体９９の平面図である。実施の形態３の風力張力併用ホバリング機構（１）の側面図である。実施の形態３の風力張力併用ホバリング機構（１）の平面図である。風力張力併用ホバリング機構（１）のＡ−Ａ断面図である。風力張力併用ホバリング機構（２）側面図である。風力張力併用ホバリング機構（２）のＡ−Ａ断面図である。風力張力併用ホバリング機構（３）の平面図である。風力張力併用ホバリング機構（３）の側面図である。風力張力併用ホバリング機構（３）の側面図である。実施の形態３の風力張力併用ホバリング機構の動作説明図である。実施の形態４の２モータによるホバリング回動の平面図である。実施の形態５の主翼回動機構の平面図である。実施の形態５の主翼前進時の側面図である。実施の形態５の主翼後退時の側面図である。実施の形態７の無ヒンジ翼回動機構の平面図である。実施の形態７の無ヒンジ翼回動機構の主翼主骨と胴体が直行している時の側面図である。実施の形態７の無ヒンジホバリング機構の平面図である。実施の形態７の無ヒンジホバリング機構の側面図である。実施の形態７の無ヒンジホバリング回動の終端平面図である。実施の形態８の無ヒンジホバリング機体の側面図である。実施の形態８の無ヒンジホバリング機体前面図である。

符号の説明

１１主翼縦骨、１３主翼細骨、１５主翼、１６尾翼、２４基板部、２５，２６接続点、３３主翼主骨、９９浮遊体、１３３弾性主翼主骨、１６４弾性体、１９５モータ、１９６巻き取り軸、１９８迎角付与機構、１９９糸、２８１回転筒、２８２ヒンジ機構、２８３ストッパー、２８４，３８４回転軸、２８５スライダ、２８６スライド溝、２８７斜面、２９０ホバリング機構、３８１，３８２，３８３ワッシャー、３８５，３８６回転半円盤、３８７突部、３８８迎え面、３８９作用点、４８１固定軸、４８２迎角付与骨、θ 迎角。

Claims

胴部の両側に取付けられた一対の主翼と、
頭部と尾部との正逆方向に主翼を駆動する主翼駆動部と
を備え、
主翼の正逆方向への移動により浮遊することを特徴とする浮遊体であり、
主翼は、胴部に対して回動可能に取付けられた主翼主骨を有し、
主翼駆動部は、主翼移動の正逆方向への反転時に、主翼主骨を回動させるホバリング機構を備え、
主翼駆動部は、主翼移動時に、主翼の迎角を所定の角度に形成する迎角付与機構を備え、
ホバリング機構は、主翼移動の正（Ｄ１）方向から逆（Ｄ２）方向への反転時に、主翼主骨を正（Ｒ１）方向に回転させ、主翼移動の逆（Ｄ２）方向から正（Ｄ１）方向への反転時に、主翼主骨を逆（Ｒ２）方向に回転させ、
迎角付与機構は、主翼の正（Ｄ１）方向への移動時に正（Ｄ１）方向に対する主翼の迎角を所定の角度θに形成し、主翼の逆（Ｄ２）方向への移動時に、逆（Ｄ２）方向に対する主翼の迎角を所定の角度θに形成し、
ホバリング機構は、
胴部に設けられた基板部と、
基板部に固定され、背中上方に向かう回転軸と、
回転軸により正（Ｄ１）方向と逆（Ｄ２）方向とに回動可能に取り付けられたヒンジ機構とを有し、
ヒンジ機構は、
主翼主骨が固定されている回転筒を有し、回転筒が正（Ｒ１）方向と逆（Ｒ２）方向に回転できるように回転筒を取り付け、
主翼主骨は、
回転軸を中心に正逆両方向に回動できるように取り付けられ、
迎角付与機構は、
回転筒を取り付けたスライダであって、断面が互いに平行な辺を２対もつ六角形のスライダと、
スライダをスライドさせるスライド溝とを有し、
スライダは、スライダの対向する平面がスライド溝の上下の面と平行な状態でスライド溝をスライドし、スライダの平行な面と主翼主骨とは、失速角より小さい迎角θだけ角度を持っており、スライダがスライド溝により規制された状態でスライドする際、主翼主骨は、正（Ｄ１）方向と逆（Ｄ２）方向に対して迎角θを持ち、
ホバリング機構は、
正（Ｄ１）方向と逆（Ｄ２）方向の所定の位置に斜面を有するストッパを有し、
スライダが正（Ｄ１）方向に来た場合、スライダの端部が斜面に当たり、主翼主骨を正（Ｒ１）方向に回転させ、
スライダが逆（Ｄ２）方向に来た場合、スライダの端部が斜面に当たり、主翼主骨を逆（Ｒ２）方向に回転させる、
ことを特徴とする浮遊体。
迎角付与機構は、主翼移動の正逆方向への反転時に、主翼の迎角の方向を変更することを特徴とする請求項１記載の浮遊体。
主翼駆動部は、回転軸を有するモータと、回転軸に取付けられ胴部方向に延びた巻き取り軸と、両端が巻き取り軸と主翼とに取付けられた糸とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の浮遊体。
主翼駆動部は、さらに、両端が胴部と主翼とに取付けられた弾性体とを備えたことを特徴とする請求項３記載の浮遊体。
胴部の両側に取付けられた一対の主翼と、
頭部と尾部との正逆方向に主翼を駆動する主翼駆動部と
を備え、
主翼の正逆方向への移動により浮遊することを特徴とする浮遊体であり、
主翼は、胴部に対して回動可能に取付けられた主翼主骨を有し、
主翼駆動部は、主翼移動の正逆方向への反転時に、主翼主骨を回動させるホバリング機構を備え、
主翼駆動部は、主翼移動時に、主翼の迎角を所定の角度に形成する迎角付与機構を備え、
主翼駆動部は、直接または減速機を介して主翼を水平面内において回動させるモータを有し、このモータの回転を正逆方向に切替て主翼の回動を正逆の方向へ反転させ、
迎角付与機構は、主翼の回動の正逆の方向の反転時に、主翼の迎角の方向を変更し、
ホバリング機構は、主翼移動の正（Ｄ１）方向から逆（Ｄ２）方向への反転時に、主翼主骨を正（Ｒ１）方向に回転させ、主翼移動の逆（Ｄ２）方向から正（Ｄ１）方向への反転時に、主翼主骨を逆（Ｒ２）方向に回転させ、
迎角付与機構は、主翼の正（Ｄ１）方向への移動時に正（Ｄ１）方向に対する主翼の迎角を所定の角度θに形成し、主翼の逆（Ｄ２）方向への移動時に、逆（Ｄ２）方向に対する主翼の迎角を所定の角度θに形成し、
迎角付与機構は、
胴部に設けられた基板部と、
基板部に固定され、背中上方に向かう回転軸と、
回転軸を中心として、正（Ｄ１）方向と逆（Ｄ２）方向に回動可能に取り付けられた１対の回転半円盤とを有し、
１対の回転半円盤は、主翼主骨が固定され突部を備えた回転筒と、迎角を決定する１対の迎え面とを有し、
１対の回転半円盤は、回転筒を正（Ｒ１）方向と逆（Ｒ２）方向とに回転自在に取り付け、
回転筒は、回転半円盤が正（Ｄ１）方向と逆（Ｄ２）方向に回動すると正（Ｒ１）方向と逆（Ｒ２）方向とに回転しようとするが、突部が迎え面に当接し、それ以上の回転が抑制されることにより、主翼の迎角が所定の角度θとなる
ことを特徴とする浮遊体。