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はばたき式推進器及びはばたき式推進器を備える飛行玩具
説明

はばたき式推進器及びはばたき式推進器を備える飛行玩具

【課題】省電力性と低騒音性の双方を兼ね備えた推進器及び当該推進器を備える玩具、ディスプレイ、あるいはインテリアを提供する。
【解決手段】はばたき式推進器2は、はばたき運動にて推力を得るための羽部37を備える揺動部30が、揺動軸構造部35を介し、本体部10に支持される。揺動軸構造部35は揺動軸34の小円弧33が軸受け13の大円弧12に内接することで、転がり可能に支持される軸構造とする。また、揺動部30には永久磁石40a、40bを備え、本体部10には電磁コイル52、通電回路装置51、及び太陽電池50を備える。上記により回転機構を有することなく羽部37がはばたき運動を行う構成とした。一方、飛行玩具1はこのはばたき式推進器2を回転部材60、支持部材61、及び回転支持部バランスオモリ65からなる回転支持部3に取り付けることで、回転部材60が回転運動を行う構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自己推進機能を有するはばたき式推進器、及びこのはばたき式推進器を備える飛行玩具、あるいはディスプレイ、インテリアに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば特許文献1に記載されているように、回転モーターを動力としてプロペラを回転させることにより推力を得る飛行玩具。または、例えば特許文献2に記載されているように、回転モーターを動力として羽をはばたかせることにより推力を得る飛行玩具のように、自己推進機能を有する飛行玩具の動力として回転モーター等の回転機構を有するものが主に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実開平5−7294号公報
【特許文献2】特開2000−5450号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、回転機構を有する場合、その機構からすべり摩擦が生じるため微小電力下においては駆動せずに推力を得ることができなかった。
【0005】
さらに、すべり摩擦に起因する駆動音が生じるため静かな場所での利用には適していなかった。
【0006】
本発明は、上記問題点を解決することで、微小電力下においても推力を得ることができる省電力性と、駆動音の小さい低騒音性の双方を兼ね備えた推進器及びこの推進器を備える飛行玩具、あるいはディスプレイ、インテリアの提案を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1の発明は、はばたき運動により推力を得るための羽部と、前記羽部と接続される揺動部と、前記揺動部を、揺動軸構造部を介し支持する本体部と、前記揺動部又は前記本体部のどちらか一方に設けられた永久磁石、及び、他方に設けられ、前記永久磁石とわずかな間隔で向かい合う電磁コイルと、前記揺動部の揺動周期にて、前記電磁コイルの通電制御を行う通電回路装置と、前記通電回路装置へ電力を供給する電源とを備え、前記揺動軸構造部には、前記本体部に設けられ、円弧状の支持部を持つ軸受けと、前記揺動部に設けられ、前記軸受けの支持部と内接又は外接して支持される円弧部を持つ揺動軸と、を含むことを特徴とするはばたき式推進器である。
【0008】
請求項2の発明は、はばたき運動により推力を得るための羽部と、前記羽部と接続される振動部と、前記振動部に接続される弾性部材と、前記弾性部材を振動可能に支持する本体部と、前記振動部又は前記本体部のどちらか一方に設けられた永久磁石、及び、他方に設けられ、前記永久磁石とわずかな間隔で向かい合う電磁コイルと、前記振動部の振動周期にて、前記電磁コイルの通電制御を行う通電回路装置と、前記通電回路装置へ電力を供給する電源と、を備えることを特徴とするはばたき式推進器である。
【0009】
請求項3の発明は、前記電源に太陽電池を用いることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のはばたき式推進器である。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかのはばたき式推進器を備えた回転部材と、前記回転部材の重心にて前記回転部材を回動可能に支持する支持部材と、を含むことを特徴とする飛行玩具である。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれかのはばたき式推進器を備え、中空部を有し、この中空内部と外部との物質の質量の違い又は物質の密度の違いにより浮遊する浮遊部材と、前記浮遊部材に取り付けられた操舵装置と、を含むことを特徴とする飛行玩具である。
【発明の効果】
【0012】
請求項1の発明によれば、軸受け上を転がり運動する揺動軸を持つ揺動部に備えられた羽部にて、はばたき運動を行い推力を得ることで、回転機構を有さない推進器を実現することが可能であり、その結果すべり摩擦が発生せず省電力かつ低騒音で駆動する推進器を実現することができる。
【0013】
請求項2の発明によれば、弾性部材を介し振動部に備えられた羽部にて、はばたき運動を行い推力を得ることで、回転機構を有さない推進器を実現することが可能であり、その結果すべり摩擦が発生せず省電力かつ低騒音で駆動する推進器を実現することができる。
【0014】
請求項3の発明によれば、電源として太陽電池を用いることにより、省エネルギーに資することができる。
【0015】
請求項4の発明によれば、回転機構を有さない推進器を備えることにより、省電力かつ低騒音で回転運動を行う飛行玩具を実現することができる。
【0016】
請求項5の発明によれば、回転機構を有さない推進器を備えることにより、省電力かつ低騒音で旋回運動を行う飛行玩具を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施例1の飛行玩具の外観斜視図である。
【図2】実施例1の飛行玩具における推進器の外観斜視図である。
【図3】実施例1の飛行玩具における推進器の分解斜視図である。
【図4】実施例1の飛行玩具における分解斜視図である。
【図5】実施例1の飛行玩具における推進器の駆動状況を示す側面図である。
【図6】実施例1の飛行玩具における推進器の変形例を示す側面図である。
【図7】実施例1の飛行玩具における推進器の揺動軸構造部の変形例を示す側面図である。
【図8】実施例2の飛行玩具の側面図である。
【図9】実施例2の飛行玩具における推進器の外観斜視図である。
【図10】実施例2の飛行玩具における推進器の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明を実施するための形態に関する実施例を以下に説明する。
【実施例1】
【0019】
A.飛行玩具1
(全体構成)
図1は実施例1の飛行玩具1を示す図である。この飛行玩具1は移動物体として鳥をモチーフにしたはばたき式推進器2とそれを回転可能に支持する回転支持部3とを含んで構成されている。
【0020】
(構造説明)
図2及び図3に示すように、はばたき式推進器2は本体部10、揺動部30及び羽部37を含んで構成されている。
【0021】
本体部10は、特に限定はされないが、軽量のアルミ合金を用いた本体部材11を主体としており、本体部材11の中位には大円弧12を持つ軸受け13を有し、その上方には後述する回転部材60に取り付けるための取付け穴14が形成されている。取付け穴14の上部には太陽電池50を設置するために前後に長い平面11aが形成されており、この平面11aの前方にはネジ穴15が形成され、通電回路装置51がネジにて固定される。また、通電回路装置51の下端には電磁コイル52が備えられている。さらに、平面11aの前方先端にはネジ穴16が形成され、前部太陽電池固定部材17がネジにて固定される。一方、平面11aの後方にはネジ穴18が形成され、後部太陽電池固定部材19がネジにて固定される。また、前部太陽電池固定部材17に設けられた爪20と後部太陽電池固定部材19に設けられた爪21とにより太陽電池50は所定の位置に固定される。さらに、後部太陽電池固定部材19にはネジ穴22が形成され本体部10のバランス調節の為の本体部バランスネジ23が取り付けられる。
【0022】
揺動部30は、特に限定はされないが、軽量のアルミ合金を用いた揺動部材31を主体としており、揺動部材31の中位にはネジ穴32が形成され、とくに限定はされないが、ステンレス材からなる断面の一部が大円弧12よりも小さい小円弧33となる揺動軸34がネジにて固定さる。この揺動軸34の小円弧33が軸受け13の大円弧12に内接することで転がり可能に支持される構造部を揺動軸構造部35とする。また、ネジ穴32の後方部には左右に長い平面31aを有し、その平面31aの両端にはネジ穴36が形成され、羽部37はネジにて固定される。一方、ネジ穴32の前下方には2箇所の突出部を有し、一方にはネジ穴38が成型され、他方には平面31bが形成されている。ネジ穴38には揺動部30のバランス調節の為の揺動部バランスネジ39が取り付けられる。また、平面31bには永久磁石40a、40bが互いに磁極の面が逆になり、且つ揺動部30が静止状態において電磁コイル52と対面するように固定される。
【0023】
図示されてはいないが、太陽電池50と通電回路装置51及び通電回路装置51と電磁コイル52はそれぞれリード線にて通電可能に接続される。
【0024】
図4に示すように、回転支持部3は棒状の回転部材60と支持部材61とを主体としており、回転部材60の中位には凹溝を有すると共に凹溝の先端に尖った突起軸62を形成する回転中心部材63が取り付けられている。この際、突起軸62の軸先端は回転部材60の中心線から外れて位置する。また、回転部材60の一方の一端には溝64が形成され、この溝64に取付け穴14の縁が乗ることではばたき式推進器2は回転部材60に回動可能に取り付けられる。さらに、回転部材60の他方の一端には回転部材60のバランス調節の為の中心がくり貫かれた円柱状の回転支持部バランスオモリ65が差し込まれる。この際、回転部材60と回転支持部バランスオモリ65とにネジ切りを施し、回転支持部バランスオモリ65を回転させることで微妙なバランス調節を容易に行うことが可能である。
【0025】
支持部材61は支持棒66と支持棒66を自立させるための台座67とを主体としており、台座67の中位に突出する形で支持棒66が固定されている。支持棒66の上端にはすり鉢状の凹溝68が形成され、この凹溝68に突起軸62が乗ることで回転部材60は支持棒66に回動可能に取り付けられる。
【0026】
(動作説明)
太陽電池50に光が当たると電圧が生じ、通電回路装置51が作動することにより電磁コイル52には磁界が発生する。これにより永久磁石40a、40bの一方には吸引力、他方には斥力が生じるため、揺動部30は一定の方向へ動き出し、重力による復元力により揺動軸34を中心とした揺動運動を始める。この際、図5に示すように、揺動軸34の断面の一部の小円弧33が大円弧12に内接しているため、揺動軸34は軸受け13において転がり運動を行う。また、通電回路装置51は永久磁石40a,40bの揺動運動により電磁コイル52に生じる起電力を感知し、揺動部30の揺動運動を加速させるタイミングで電磁コイル52へ繰り返し通電を行うため、揺動部30は太陽電池50に光が当たる限り揺動運動を続ける。
【0027】
揺動部30の揺動運動に伴い、羽部37がはばたき運動を行うことで推力を発生させる。この際、揺動軸34は軸受け13において転がり運動を行うため、すべり摩擦は発生しない。
【0028】
発生した推力によりはばたき式推進器2は前方へ進もうとするが、回転部材60は支持棒66に回動可能に取り付けられているため、はばたき式推進器2は支持棒66を中心に回転運動を行う。
【0029】
本実施例1は次のような変形例を包含する。
(1) 図6に示すように、はばたき式推進器2に揺動軸構造部35と同様の軸構造を持つ揺動部200を追加し、リンク棒201にて揺動部30とリンクして揺動する羽部材202を備える構造とする。
(2) 図7に示すように、揺動軸300の大円弧301が軸受け302の小円弧303に外接する揺動軸構造部を備える構造とする。
(3) 本体部10にも羽部を取り付ける構造とする。
(4) はばたき式推進器2に代わり後述するはばたき式推進器5を備える構造とする。
(5) ボールベアリングにより回動可能とした支持部材を備える構造とする。
(6) 吊り下げ式の支持部材を備える構造とする。
(7) 太陽電池40に代わり一次電池又は二次電池を備える構造とする。
(8) 飛行玩具としてではなく、ディスプレイ又はインテリアとして利用する。
【実施例2】
【0030】
B.飛行玩具4
(全体構成)
図8は実施例2の飛行玩具4を示す図である。この飛行玩具4は飛行船を模しており動力であるはばたき式推進器5と空中に浮遊するための浮遊部材6とを含んで構成されている。
【0031】
(構造説明)
図9及び図10に示すように、はばたき式推進器5は本体部100、振動部120及び羽部124を含んで構成されている。
【0032】
本体部100は、特に限定はされないが、軽量のアルミ合金を用いた本体部材101を主体としており、太陽電池130を接地するための前後に長い平面101aが形成されている。本体部材101の後方にはネジ穴102が形成され、通電回路装置131がネジにて取り付けられ、通電回路装置131の下端には電磁コイル132が備えられている。また、本体部材101の後方先端にはネジ穴103が形成され、後部太陽電池固定部材104がネジにて固定される。一方、本体部材101の前方先端にはネジ穴105が形成され、前部太陽電池固定部材106がネジにて固定される。この際、後部太陽電池固定部材104に設けられた爪107と前部太陽電池固定部材106に設けられた爪108とにより、太陽電池130は所定の位置に固定される。また、ネジ穴105の下方にはネジ穴109が形成され、特に限定はされないが、板ばねを用いた弾性部材110の一端がネジにて固定される。
【0033】
振動部120は、振動部材121を主体としており、振動部材121の中位にはネジ穴122が形成され、弾性部材110の本体部材101へ固定されていない一端がネジにて固定される。ネジ穴122の両側にはネジ穴123が形成され、羽部124がネジにて固定される。また、ネジ穴122の下方にはネジ穴125が形成され、振動部120のバランス調節の為の振動部バランスネジ126が取り付けられる。一方、ネジ穴122の後方には平面121aが形成されており、永久磁石127a、127bが互いに磁極の面が逆になり、且つ振動部120が静止状態において電磁コイル132と対面するように固定される。
【0034】
図示されてはいないが、太陽電池130と通電回路装置131及び通電回路装置131と電磁コイル132はそれぞれリード線にて通電可能に接続される。
【0035】
浮遊部材6は、特に限定されないが、中空部にヘリウムガスを充填したアルミ風船140を主体としており、アルミ風船140の後部には左右旋回の調節を行う方向蛇141が取り付けられ、下部にははばたき式推進器5が間隔材142を介して固定される。
【0036】
(動作説明)
太陽電池130に光が当たると電圧が生じ、通電回路装置131が作動することにより電磁コイル132には磁界が発生する。これにより永久磁石127a、127bの一方には吸引力、他方には斥力が生じ、弾性部材110がたわむことで振動部120は一定の方向へ動き出し、弾性部材110の弾性により振動運動を始める。また、通電回路装置131は永久磁石127a,127bの振動運動により電磁コイル132に生じる起電力を感知し、振動部120の振動運動を加速させるタイミングで電磁コイル132へ繰り返し通電を行うため、振動部120は太陽電池130に光が当たる限り振動運動を続ける。
【0037】
振動部120の振動運動に伴い、羽部124がはばたき運動を行うことで推力を発生させる。この際、弾性部材110の弾性により振動運動を行うため、すべり摩擦は発生しない。
【0038】
発生した推力により飛行玩具4が前方へ進む際、方向蛇141により左右任意の方向へ旋回運動を行う。
【0039】
本実施例2は次のような変形例を包含する。
(1) はばたき式推進器5に代わりはばたき式推進器2を備える構造とする。
(2) 水中又は水上に浮遊する浮遊部材を備える構造とする。
(3) 電源に一次電池又は二次電池を備える構造とする。
(4) 飛行玩具としてではなく、ディスプレイ又はインテリアとして利用する。
【符号の説明】
【0040】
1 飛行玩具
2 はばたき式推進器
3 回転支持部
10 本体部
12 大円弧
13 軸受け
23 本体部バランスネジ
30 揺動部
33 小円弧
34 揺動軸
35 揺動軸構造部
37 羽部
39 揺動部バランスネジ
40 永久磁石
50 太陽電池
51 通電回路装置
52 電磁コイル
60 回転部材
61 支持部材
65 回転支持部バランスオモリ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
はばたき運動により推力を得るための羽部と、前記羽部と接続される揺動部と、前記揺動部を、揺動軸構造部を介し支持する本体部と、前記揺動部又は前記本体部のどちらか一方に設けられた永久磁石、及び、他方に設けられ、前記永久磁石とわずかな間隔で向かい合う電磁コイルと、前記揺動部の揺動周期にて、前記電磁コイルの通電制御を行う通電回路装置と、前記通電回路装置へ電力を供給する電源とを備え、前記揺動軸構造部には、前記本体部に設けられ、円弧状の支持部を持つ軸受けと、前記揺動部に設けられ、前記軸受けの支持部と内接又は外接して支持される円弧部を持つ揺動軸と、を含むことを特徴とするはばたき式推進器。
【請求項2】
はばたき運動により推力を得るための羽部と、前記羽部と接続される振動部と、前記振動部に接続される弾性部材と、前記弾性部材を振動可能に支持する本体部と、前記振動部又は前記本体部のどちらか一方に設けられた永久磁石、及び、他方に設けられ、前記永久磁石とわずかな間隔で向かい合う電磁コイルと、前記振動部の振動周期にて、前記電磁コイルの通電制御を行う通電回路装置と、前記通電回路装置へ電力を供給する電源と、を備えることを特徴とするはばたき式推進器。
【請求項3】
前記電源に太陽電池を用いることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載のはばたき式推進器。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれかのはばたき式推進器を備えた回転部材と、前記回転部材の重心にて前記回転部材を回動可能に支持する支持部材と、を含むことを特徴とする飛行玩具。
【請求項5】
請求項1〜3のいずれかのはばたき式推進器を備え、中空部を有し、この中空内部と外部との物質の質量の違い又は物質の密度の違いにより浮遊する浮遊部材と、前記浮遊部材に取り付けられた操舵装置と、を含むことを特徴とする飛行玩具。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2011−130891(P2011−130891A)
【公開日】平成23年7月7日(2011.7.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−292144(P2009−292144)
【出願日】平成21年12月24日(2009.12.24)
【出願人】(591126909)国際ディスプレイ工業株式会社 (6)
【Fターム(参考)】