JP6765206B2

JP6765206B2 - 送信機

Info

Publication number: JP6765206B2
Application number: JP2016076317A
Authority: JP
Inventors: 信二戸所
Original assignee: Agatsuma Co Ltd
Current assignee: Agatsuma Co Ltd
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2020-10-07
Anticipated expiration: 2036-04-06
Also published as: US20170291113A1; EP3228372B1; JP2017185038A; US10357724B2; EP3228372A1; CN107261523B; CN107261523A; CA2957204A1

Description

本発明は、飛行体を遠隔操作できる送信機に関する。

従来から、玩具や模型のヘリコプタ等の飛行体を遠隔操作できる送信機が知られている。例えば、特許文献１には、ヘリコプタを遠隔操作する送信機が開示されている。この送信機には、ヘリコプタの高度を操作する高度操作レバーと、ヘリコプタの進行方向を操作する飛行操作レバーとが設けられる。この高度操作レバーを上方向や下方向に傾けると、ヘリコプタは垂直に上昇したり下降したりする。また、ヘリコプタの飛行中に飛行操作レバーを上下方向に傾けると、ヘリコプタは前後進し、飛行操作レバーを左右方向に傾けると、ヘリコプタを旋回して飛行させることができる。

また、特許文献２には、位置制御信号がヘリコプタの赤外線発光ダイオードから壁や地表等の反射表面に向かって送信され、ヘリコプタの受信機が表面から反射した信号を受信するヘリコプタが開示されている。ヘリコプタの受信機が反射表面からの信号を受信すると、この受信機によって反射した信号のレベルが求められ、ヘリコプタの受信機は送信機と通信し、送信機はヘリコプタの速度と方向を調整及び制御することができる。

特開２０００−２４３３３号公報特開２０１４−６４９１４号公報

しかし、特許文献１に開示された技術は、ヘリコプタを上昇又は下降させる時、送信機に配置されている高度操作レバーを上下方向に操作するが、高度操作レバーを急に傾けてしまうと室内の天井に激突したり、地面に叩き付けられてしまうという問題があった。特に、子供はヘリコプタをホバリング（一定の高度を維持した状態で飛行する）させたり、着地させる操作が困難である。

また、特許文献２に開示された技術は、赤外線を送受信して高度を維持できるが、ヘリコプタの重量が増加し、また、ヘリコプタや送信機の製造に掛かるコストが高くなってしまうという問題があった。

本発明の目的は、飛行体の操作を容易にすることができる送信機を提供する。

本発明に係る送信機は、飛行体の高度を操作するためのレバーと、前記レバーが開口部を介して貫通しているカバーと、前記カバーの裏面側に回動する回動部材と、を有し、前記開口部の縁には段差が形成され、前記カバーの一部には曲面が形成され、前記回動部材の曲面と重なっており、前記回動部材は、前記レバーが貫通する左右方向に延在する溝が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、飛行体の操作を容易にすることができる。

本発明の実施形態に係るヘリコプタを示す斜視図である。本発明の実施形態に係るヘリコプタを示す断面図である。本発明の実施形態に係る送信機を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る送信機を示す正面図である。本発明の実施形態に係る高度操作レバーを示す図４のＶ―Ｖ断面の要部断面図である。本発明の実施形態に係る段差を示す要部拡大図である。本発明の実施形態に係る高度操作レバーの段差位置とモータの回転数の関係を示す図である。本発明の実施形態に係る送信機の高度操作レバーの操作の状態を示す図である。

以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るヘリコプタ１を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係るヘリコプタ１を示す断面図である。使用者は、飛行体玩具であるヘリコプタ１を図３，４で示す送信機２１により、空中を上昇・下降させたり、前後進や左右に旋回するよう操縦して遊ぶことができる。

図１に示すように、ヘリコプタ１は、機体部２と、ロータ３と、スタビライザ４と、着地部材５と、尾翼部６と、を有している。ロータ３は、機体部２の上方に回転可能に装着され、上部ロータ８及び下部ロータ９を有している。尾翼部６の端部には、プロペラ１０が設置されている。

機体部２には、図２に示すように、上部ロータ８を回転駆動させる第一モータ１１と、下部ロータ９を回転駆動させる第二モータ１２と、各モータ１１，１２の駆動力を各ロータ８，９に伝達する歯車群及び軸等の回転伝達部材１３が内装されている。

第一モータ１１の駆動軸に設けられるピニオンギアは、ギア７５と歯合している。ギア７５はロータ軸７１の下側に固定されている。ロータ軸７１の上側は、上部ロータ８が固定されている。

一方、第二モータ１２の駆動軸に設けられるピニオンギアは、ギア７６と歯合している。ギア７６は、ギア７５の上方に、ギア７５と同軸に配置されている。ギア７６はロータ軸７４の下側に固定されている。ロータ軸７４の中間位置には、下部ロータ９が固定されている。ロータ軸７４は、上部ロータ８の近傍まで延設されている。

ここで、ロータ軸７４はパイプ状に形成されており、内部にロータ軸７１が挿通されている。また、ロータ軸７４の外周に形成されるパイプ７７は、機体部２から上方に向けて立設し、ロータ軸７４を回転自在に支持している。従って、パイプ７７の内部には、ロータ軸７１とロータ軸７４とが挿通されている。

上部ロータ８と下部ロータ９は、羽の向きが逆方向に形成されており、上部ロータ８の回転速度が下部ロータ９の回転速度よりも速い場合にはヘリコプタ１が左側に旋回し、下部ロータ９の回転速度が上部ロータ８の回転速度よりも速い場合にはヘリコプタ１が右側に旋回するように構成されている。

また、上部ロータ８と下部ロータ９の回転速度が同時に速くなった場合にはヘリコプタ１を離陸或いは上昇させ、上部ロータ８と下部ロータ９の回転速度が同時に遅くなった場合にはヘリコプタ１を下降或いは着陸させることができる。

スタビライザ４は、上部ロータ８の上方において上部ロータ８のロータ軸７１にスタビライザ軸７２によって固定された丸棒形状の部材であり、上部ロータ８に対して例えば３０〜９０度程度の交差角度となるように装着され、スタビライザ４の両端部には、ウェイト７３が形成されている。着地部材５は機体部２の下方に装着され、ヘリコプタ１が安定した状態で着地できる。

また、プロペラ１０を回転駆動させるモータ１７が尾翼部６の端部に内装されている。また、機体部２には、ＵＳＢケーブルでパーソナルコンピュータ等に接続され、機体側の端子１８に接続されることにより充電可能とされる充電式電池１４と、受信回路を含む制御回路を有した回路基板１５とが内装されている。機体部２の下方には、電源スイッチ１９が配置されており、この電源スイッチ１９の近傍には、送信機からの操作信号を受信する受信回路用の受光装置２０が配置されている。回路基板１５は、電力線１６によってモータ１１，１２，１７、充電式電池１４、端子１８、受信回路用の受光装置２０と接続されている。

そして、回路基板１５は制御回路を備えるものであり、受光装置２０が受信した送信機２１からの操作信号を解析し、充電式電池１４から第一モータ１１、第二モータ１２及びモータ１７に供給する電力を制御する。このようにして回路基板１５の制御回路は、上部ロータ８と下部ロータ９とプロペラ１０との回転速度を制御し、ヘリコプタ１は高度調整や離着陸、前後進、左右旋回、ホバリングといった動作を実現している。

図３は、本発明の実施形態に係る送信機２１を示す斜視図である。図４は、本発明の実施形態に係る送信機２１を示す正面図である。なお、以下の説明において「左右」とは、図４の正面視における「左右」方向をいい、「上下」とは、図４の正面視における「上下」方向をいう。

送信機２１は、上部左側に高度操作レバー２２が配置され、上部右側に飛行操作レバー２３が配置されている。高度操作レバー２２は、左上方向に傾斜させるとヘリコプタ１を上昇させることができ、右下方向に傾斜させるとヘリコプタ１を下降させることができるレバーである。また、飛行操作レバー２３は、上下方向に傾斜させるとヘリコプタ１を前後進させることができ、左右方向に傾斜させるとヘリコプタ１を左右方向に旋回させることができるレバーである。

高度操作レバー２２は、送信機２１のカバー２４の一部である凸部２５に配置されている。なお、凸部２５はカバー２４と一体ではなく、カバー２４と別体であってもよい。凸部２５は表面に向けて凸形状の曲面が形成され、両側面は傾斜となっている。凸部２５の曲面には、開口部２６が形成され、右から左に上がる５段の段差形状となっている。

図５は、本発明の実施形態に係る高度操作レバーを示す図４のＶ―Ｖ断面の要部断面図である。カバー２４の凸部２５の曲面の裏面側に回動部材２８が設置されている。回動部材２８は、凸部２５の曲面の曲率と同一の曲面を有している。回動部材２８の曲面は、半円形の断面形状である。回動部材２８は、回動軸２８ａが回動可能に支持されて、上下方向に回動可能とされている。回動部材２８の曲面には、左右方向に延在する溝３０が形成されている。

高度操作レバー２２は、円柱状の頭部３１と円柱状の柱部３２とを有している。頭部３１の直径は、柱部３２の直径より大きい。頭部３１の先端の円周外側には、複数の凹凸が形成され、使用者の指の滑り防止となっている。

溝３０の縦幅は高度操作レバー２２の柱部３２の直径より少し大きく、溝３０の横幅は開口部２６の左端部と右端部との間の距離に等しい。溝３０の両端は、半円形に形成されている。溝３０には、高度操作レバー２２の柱部３２が貫通している。溝３０の裏面側の図５における下の柱部３２には、長方形の板状体３３が形成され、板状体３３は曲面となっている。

柱部３２の基端は、送信機２１内部に設置された支持部２９の軸に接続されている。高度操作レバー２２は上下方向に傾斜させた場合、その傾斜した位置で停止する。一方、高度操作レバー２２は左右方向に傾斜させた場合、支持部２９に設置された弾性体３４の復元力が働いて中心位置に戻る。

高度操作レバー２２は、上述した機体部２の各ロータ８，９を回転駆動させる各モータ１１，１２を均等に制御することでヘリコプタ１の高度を操作することができる操作部材であり、支持部２９を介して送信機２１の回路基板３５と接続されている。そして、高度操作レバー２２は、左上方向に傾斜させることによって各モータ１１，１２の回転速度を上昇させることができる。また、高度操作レバー２２は、右下方向に傾斜させることによって各モータ１１，１２の回転速度を低減させることができ、下端位置まで傾斜させることにより各モータ１１，１２の駆動を停止させることができる。

図３，４に示すように、飛行操作レバー２３は、円柱状の頭部４１と円柱状の柱部４２とを有している。飛行操作レバー２３は、ニュートラルの状態では半球形の回動部材４３の中心位置に配置されている。頭部４１の直径は、柱部４２の直径より大きい。頭部４１の先端の円周外側には、複数の凹凸が形成され、使用者の指の滑り防止となっている。

飛行操作レバー２３は、回動部材４３の裏側にまで柱部４２が貫通している。柱部４２の下端は、送信機２１内部に設置された図示しない支持部の軸に接続されている。飛行操作レバー２３は前後方向に傾斜させても、指を離すと支持部に設置された弾性体の復元力が働いて中心位置に戻る。同様に、飛行操作レバー２３は左右方向に傾斜させた場合も、指を離すと支持部に設置された弾性体の復元力が働いて中心位置に戻る。

飛行操作レバー２３は、上下に傾斜することにより、尾翼部６のプロペラ１０を正回転または逆回転させてヘリコプタ１の前後方向を操作することができる操作部材であり、図示しない支持部を介して送信機２１の回路基板３５と接続されている。そして、飛行操作レバー２３は、上側に傾斜させるとプロペラ１０を正回転させるモータ１７に供給する電力が上がり尾翼部６が上がり、機体部２の先端が下がることにより、ヘリコプタ１を前進させることができる。飛行操作レバー２３は、下側に傾斜させるとプロペラ１０を逆回転させるモータ１７に供給する電力が上がり尾翼部６が下がり、機体部２の先端が上がることにより、ヘリコプタ１を後進させることができる。

また、飛行操作レバー２３は、左右に傾斜することにより、上部ロータ８と下部ロータ９の回転速度に差を設けて駆動するようにモータ１１，１２を制御することで、ヘリコプタ１の旋回方向を操作することができる操作部材である。そして、飛行操作レバー２３は、左側に傾斜させると上部ロータ８を回転させる第一モータ１１に供給する電力が上がりヘリコプタ１を左旋回させることができる。また、飛行操作レバー２３は、右側に傾斜させることによって下部ロータ９を回転させる第二モータ１２に供給する電力が上がりヘリコプタ１を右旋回させることができる。

送信機２１は、高度操作レバー２２と飛行操作レバー２３との間にチャンネルスイッチ５１と電源ランプ５２と電源スイッチ５３と調整ダイヤル５４とを有している。チャンネルスイッチ５１は、送信機２１から発する信号の周波数を３種類に変更できる。電源スイッチ５３は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切替えるスイッチである。また、電源ランプ５２は、電源スイッチ５３がＯＮ状態の場合に点灯或いは点滅する。

調整ダイヤル５４は、上述した第一モータ１１及び第二モータ１２の夫々に供給する電力を制御することにより、上部ロータ８と下部ロータ９の回転速度を等しくなるよう調整し、ヘリコプタ１を空中で安定させるための操作部材である。調整ダイヤル５４は回動可能に本体ケースに装着され、送信機２１の回路基板３５と接続されている。また、送信機２１は、上方の端部の左右に基準高度（例えば、ホバリング時の高度）を低く調整する高度調整部５５と、基準高度を高く調整する高度調整部５６と、中央にアンテナ（赤外線発振部）５７と、を有している。なお、アンテナ５７は赤外線の送信に限定されず、電波の送信等の他の方法であってもよい。

図６は、本発明の実施形態に係る開口部２６の縁に形成される段差２７を示す要部拡大図である。段差２７は左右両端側に長い縦辺２７ａが平行に形成されている。段差２７は上下平行に横辺２７ｂと短い縦辺２７ｃとが交互に形成されている。隣り合う縦辺２７ａ，２７ｃと横辺２７ｂとは、垂直に交わっている。段差２７における角部はＲ面取りされている。

段差２７は段差１〜段差５で示す段差位置が右から左に階段状に並んでいる。高度操作レバー２２の柱部３２は段差１の下端に位置している。なお、段差２７の段差位置の数は、段差１〜段差５の５段に限定されず、１段を含めて他の段数であってもよい。また、段差２７の形状は本実施形態に限定されず、他の形状であってもよい。例えば、図６における開口部２６は、上側と下側に夫々段差が形成されているが、上側又は下側のいずれか一方のみ段差を形成してもよい。また、段差２７は右から左に階段状ではなく、左から右に階段状に並んでいてもよい。

高度操作レバー２２を段差１から段差５に傾斜させる経路は、段差の下端に接しながら傾斜させるか、段差の上端に接しながら傾斜させることができる。高度操作レバー２２を段差５から段差１に傾斜させる場合も同様である。また、１つの段差で上下の横辺２７ｂの間を傾斜させることができる。

図７は、高度操作レバー２２の段差２７における位置とモータの回転数の関係を示す図である。高度操作レバー２２の柱部３２が段差１に傾斜されている場合、各モータ１１，１２の回転数が回転数１に設定されている。回転数１は各モータ１１，１２の回転数が０に設定されているので、各モータ１１，１２は起動しない。高度操作レバー２２の柱部３２が段差２に傾斜されている場合、各モータ１１，１２の回転数が回転数２に設定されている。回転数２は各モータ１１，１２が起動し、一定の回転数で各モータ１１，１２が回転する。

高度操作レバー２２の柱部３２が段差３に傾斜されている場合、各モータ１１，１２の回転数が回転数３に設定されている。回転数３は回転数２より各モータ１１，１２の回転数が増加し、一定の回転数で各モータ１１，１２が回転する。高度操作レバー２２の柱部３２が段差４，５に傾斜されている場合、同様に各モータ１１，１２の回転数が回転数４，５に設定されている。このように、段差２７の段差位置である段差１〜５に対応して各モータ１１，１２の回転数が設定されている。

したがって、高度操作レバー２２が段差４に位置している場合、ヘリコプタ１がホバリングできるモータ１１，１２の回転数に設定できる。なお、ホバリングを行う段差位置は段差４に限定されず、他の段差位置でホバリングできるように段差に対応するモータ１１，１２の回転数を設定してもよい。また、本実施形態では、１つの段差でモータの回転数を均一に設定しているが、１つの段差における上下方向の位置によりモータの回転数が決められた範囲で変化できるように設定してもよい。

次に、送信機２１を使用したヘリコプタ１のホバリングと着地の方法について説明する。図８は、本発明の実施形態に係る送信機２１の高度操作レバー２２の段差位置を示す図である。まず、ヘリコプタ１の機体部２の電源スイッチ１９をＯＮにして送信機２１の電源スイッチ５３をＯＮにすると、電源ランプ５２は点滅し、その後点灯に変わる。

図８（ａ）に示すように、送信機２１の高度操作レバー２２は、凸部２５の曲面に形成された開口部２６の中央の段差３に位置している。回動部材２８の曲面に形成された溝３０は、開口部２６の中央の段差３に交差し、高度操作レバー２２は、溝３０の中央に位置している。高度操作レバー２２が中央の段差３に位置している場合、ヘリコプタ１に搭載された各モータ１１，１２が段差３に対応する各モータ１１，１２の回転数である回転数３で回転し、ロータ３が回転する。このとき、ヘリコプタ１が上昇できる回転数に達していない。

ヘリコプタ１を上昇させるために、図８（ｂ）に示すように、高度操作レバー２２を開口部２６の縁に沿って移動させて、段差５の位置に傾斜させる。回動部材２８は上方向に回転し、高度操作レバー２２の柱部３２は溝３０を左方向に移動して溝３０の端部付近に位置する。このとき、高度操作レバー２２は弾性体３４の復元力により右側に戻ろうとするが、柱部３２が段差５の縦辺６３に押さえられ、段差５に保持することができる。ヘリコプタ１に搭載されたモータ１１，１２が段差３に対応する回転数３よりも大きい回転数の回転数５に設定されて回転すると、ヘリコプタ１は上昇する。

高度操作レバー２２が段差５に保持された状態では、ヘリコプタ１は上昇を続け、室内の場合は天井に衝突してしまうおそれがある。そこで、使用者は、図８（ｃ）に示すように、高度操作レバー２２を開口部２６の上側の縁に沿って移動させて、段差５よりも１段下の段差４に傾斜させる。高度操作レバー２２は弾性体３４の復元力により右側に戻ろうとするが、柱部３２が段差４の縦辺６５に押さえられ、段差４に保持することができる。ヘリコプタ１に搭載されたモータ１１，１２が段差５に対応する回転数である回転数５よりも小さい回転数の回転数４に設定すると、ヘリコプタ１は空中で浮いたホバリング状態を保つことができる。

ヘリコプタ１をホバリングした状態から下降させるには、高度操作レバー２２を急に右下方向に移動させると、ヘリコプタ１の機体部２に搭載されたモータ１１，１２の回転数が大幅に減少し、ロータ３の回転数も大幅に減少することにより、ヘリコプタ１は墜落してしまうおそれがある。そこで、高度操作レバー２２を開口部２６の縁に沿って段階的に右下方向に傾斜させることにより、ヘリコプタ１の高度を徐々に下げることができる。

まず、高度操作レバー２２は段差４から開口部２６の上側の縁に沿って右下方向に傾斜され、中央の段差３に移動させる。ヘリコプタ１に搭載されたモータ１１，１２が段差４に対応する回転数である回転数４よりも小さい回転数３に設定すると、ヘリコプタ１の高度が徐々に下がり始める。

そして、図８（ｄ）に示すように、高度操作レバー２２を段差２に傾斜すると、ヘリコプタ１に搭載されたモータ１１，１２が段差３に対応する回転数である回転数３よりも小さい回転数の回転数２に設定すると、ヘリコプタ１はさらに下降する。

このようにして、ヘリコプタ１が着地したら、図８（ｅ）に示すように、高度操作レバー２２を段差１に傾斜させる。ヘリコプタ１に搭載されたモータ１１，１２が回転数１に設定され、モータ１１，１２の回転は停止する。

本発明によれば、飛行体をホバリングさせたり、着地させる操作を容易にすることができる送信機を提供することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。

１ヘリコプタ２機体部
３ロータ４スタビライザ
５着地部材６尾翼部
８上部ロータ
９下部ロータ１０プロペラ
１１第一モータ１２第二モータ
１３回転伝達部材１４充電式電池
１５回路基板１６電力線
１７モータ１８端子
１９電源スイッチ２０受光装置
２１送信機２２高度操作レバー
２３飛行操作レバー２４カバー
２５凸部２６開口部
２７段差２８回動部材
２９支持部３０溝
３１頭部３２柱部
３３板状体３４弾性体
３５回路基板４１頭部
４２柱部４３回動部材
５１チャンネルスイッチ５２電源ランプ
５３電源スイッチ５４調整ダイヤル
５５高度調整部５６高度調整部
５７アンテナ６３縦辺
７１ロータ軸７２スタビライザ軸
７３ウェイト７４ロータ軸
７５ギア

Claims

飛行体の高度を操作するためのレバーと、
前記レバーが開口部を介して貫通しているカバーと、
前記カバーの裏面側に回動する回動部材と、を有し、
前記開口部の縁には段差が形成され、
前記カバーの一部には曲面が形成され、前記回動部材の曲面と重なっており、
前記回動部材は、前記レバーが貫通する左右方向に延在する溝が形成されていることを特徴とする送信機。
前記段差は、複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の送信機。
前記段差は、隣り合う辺同士が垂直であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信機。
前記段差に対応して前記飛行体に内蔵されたモータの回転数が設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の送信機。
前記カバーの曲面は、前記回動部材の曲面と曲率が同一であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の送信機。
前記レバーは、基端に支持部を有し、
該支持部には弾性体が設けられ、
前記レバーは、左右方向に傾斜すると前記弾性体により左右方向に戻ろうとする復元力が発生することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の送信機。