JP2005299765A - Friction resistance reducing sheet and friction resistance reducing sheet module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、摩擦抵抗低減シートおよび摩擦抵抗低減シートモジュールに係り、特に、気体雰囲気中や液体雰囲気中を移動する物体に生じる抵抗を低減することに好適なシートの構造に関する。 The present invention relates to a frictional resistance reducing sheet and a frictional resistance reducing sheet module, and more particularly to a sheet structure suitable for reducing resistance generated in an object moving in a gas atmosphere or a liquid atmosphere.
従来、航空機・鉄道・車両・船舶等の移動体が移動する際に気体(ここでは特に空気)や、液体から受ける抵抗(抗力)を低減する手段として、移動体自体の形状が注目されてきた。移動体の理想形態として求められたのは、流線形である。流線形は先端が丸く後端が先細となった細長い形状であって、魚の形状をモデルとしている。 Conventionally, the shape of the moving body itself has attracted attention as a means for reducing the resistance (drag) received from gas (especially air) and liquid when moving bodies such as airplanes, railways, vehicles, ships, etc. . What is required as the ideal form of the moving body is streamline. A streamline is a long and narrow shape with a rounded tip and a tapered rear end, and is modeled on the shape of a fish.
物体(移動体)の周りを流れる流れの場は、主流と境界層という2つの場に分けることができる。境界層は物体との摩擦抵抗によって流れの運動が支配される物体壁面に近い領域のことであり、主流は理想流体の流れと仮定できる摩擦の影響の少ない領域のことである。 The flow field that flows around the object (moving body) can be divided into two fields, the main stream and the boundary layer. The boundary layer is a region close to the object wall where the flow motion is governed by the frictional resistance with the object, and the main flow is a region with little influence of friction that can be assumed to be an ideal fluid flow.
物体に働く抗力には、圧力抗力Dpと摩擦抗力Dfとがあり、主流の影響による抗力を圧力抗力、境界層の影響による抗力を摩擦抗力と分けることができ、流線形は特に、圧力抗力を低減することに優れている。 The drag acting on the object, there is a pressure drag D p and the friction drag D f, mainstream pressure drag drag due, drag can be a separate and frictional drag due to the influence of the boundary layer, streamlined in particular, the pressure Excellent in reducing drag.
このため、高速移動体には、その形状として流線形が求められ、コンピュータ処理により、究極とされる形状も提案されている。しかし、理想形状として求められた形状であっても、物体(移動体)の周囲には少なからず境界層が存在するため、摩擦抗力の影響は受けざるを得ない。 For this reason, a high-speed moving body is required to have a streamlined shape, and an ultimate shape has been proposed by computer processing. However, even if the shape is obtained as an ideal shape, there are not a few boundary layers around the object (moving body), and therefore it is inevitably affected by frictional drag.
流体の粘度が高く、境界層による摩擦抗力の影響が大きい船舶等では、移動体自体の表面構造が注目され、「リブレット構造」なる表面構造が提案されている。リブレット構造とは、移動体表面に微小な凹凸を設けることにより、物体壁面に生じる境界層を断続的に破壊することにより、摩擦抗力の総和を減らすというものであり、特に液体雰囲気中を移動する移動体に有効とされている。 In ships and the like where the viscosity of the fluid is high and the influence of frictional drag due to the boundary layer is large, attention is paid to the surface structure of the moving body itself, and a surface structure called “riblet structure” has been proposed. The riblet structure is to reduce the sum of frictional drag by intermittently destroying the boundary layer generated on the object wall surface by providing minute irregularities on the surface of the moving body, especially in a liquid atmosphere. It is effective for moving objects.
気体雰囲気中を移動する移動体の抵抗を低減させる構成としては、特許文献1のような装置が提案されている。特許文献1に記載の装置は、基板にゴルフボール程度の大きさの球体を回転可能に埋設したものである。特許文献1によれば、球体が空気の抵抗を受けた場合に回転することで、気体の流れに乱れを生じさせることができ、抵抗を低減できるという。
上記リブレット構造は、流体が液体のように比較的高い粘度を有する場合には、特に有効であるといえる。しかし、流体が気体のように粘度が低い場合には、その効果が小さいため、気体雰囲気中を移動する移動体に対しては実用化に到っていない。特許文献1に記載の装置は気体の抵抗を受けて回転する球体が大きいため、移動体の表面に装着した場合には、かえって圧力抗力を増やすこととなると共に、流れに生じさせる乱れも抵抗を増やすこととなりかねない。さらには、構造が大型なため、現存する移動体の表面層として採用した場合には、移動体自体の形状が変わってしまう。 The riblet structure is particularly effective when the fluid has a relatively high viscosity like a liquid. However, when the viscosity of the fluid is low, such as gas, the effect is small, so that it has not been put to practical use for a moving body that moves in a gas atmosphere. Since the device described in Patent Document 1 has a large sphere that rotates due to the resistance of gas, when it is mounted on the surface of a moving body, it will increase the pressure drag, and the turbulence caused in the flow will also resist the resistance. It may increase. Furthermore, since the structure is large, when it is adopted as a surface layer of an existing moving body, the shape of the moving body itself changes.
上記のように、物体(移動体)の表面構造によって物体が流体から受ける抵抗を低減させる手段は提案されているものの、その効果を実用化レベルで判断した場合には、使用フィールドが限定されてしまう。
本発明は、種々の移動体や構造物の表面層として移動体自体に改造を施すことなく採用することができ、液体雰囲気中・気体雰囲気中を問わず移動体表面に生じる摩擦抗力(以下摩擦抵抗という)を低減することができるシートを提供することを目的とする。
As described above, although means for reducing the resistance of the object from the fluid due to the surface structure of the object (moving body) has been proposed, the field of use is limited when the effect is judged at a practical level. End up.
The present invention can be used as a surface layer of various moving bodies and structures without modifying the moving body itself, and friction drag (hereinafter referred to as friction) generated on the surface of the moving body regardless of whether it is in a liquid atmosphere or a gas atmosphere. The object is to provide a sheet capable of reducing resistance).
上記目的を達成するための本発明に係る摩擦抵抗低減シートは、可撓性シートと、前記可撓性シートに回転自在に埋設される複数の回転体とから成り、前記回転体は、回転面の少なくとも一部を前記可撓性シートの一表面へ突出させ、かつ少なくとも下半部を前記可撓性シートへ埋設される構成としたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a frictional resistance reducing sheet according to the present invention comprises a flexible sheet and a plurality of rotating bodies that are rotatably embedded in the flexible sheet. At least a portion of the flexible sheet is projected onto one surface of the flexible sheet, and at least the lower half is embedded in the flexible sheet.
上記構成の摩擦抵抗低減シートにおいて、前記回転体は円柱体とし、前記可撓性シートの表面に沿って流れる流体の流れ方向に沿って回転面を設定する構成とすることができる。
また、前記回転体は球状体とする構成とすることもできる。
In the frictional resistance reducing sheet having the above configuration, the rotating body may be a cylindrical body, and the rotating surface may be set along the flow direction of the fluid flowing along the surface of the flexible sheet.
The rotating body may be a spherical body.
また、前記回転体は、回転中心間の距離を前記回転体の回転方向における外形寸法の1.2倍から2倍の間隔として配設されるようにすると良い。
また、前記可撓性シートの厚さを1mm以下(1mm程度、若しくはそれ以下)に構成するようにすると良い。
The rotating body may be arranged such that the distance between the rotation centers is 1.2 to 2 times the outer dimension in the rotating direction of the rotating body.
The flexible sheet may be configured to have a thickness of 1 mm or less (about 1 mm or less).
さらに、上記のような構成の摩擦抵抗低減シートにおいて前記回転体は、能動的回転力を有する構成としても良い。ここにいう能動的回転力とは、回転体自体が回転し、摩擦抵抗低減シートとして他に回転の作用を及ぼすものであり、回転体自体が回転力を持ち回転するものはもちろん、シート内の構造において回転体が受動的に回転力を付与されるものも含む。 Furthermore, in the frictional resistance reducing sheet having the above-described configuration, the rotating body may have an active rotational force. The active rotational force mentioned here means that the rotating body itself rotates, and acts as a frictional resistance reducing sheet in addition to the rotating action. Of course, the rotating body itself has rotational force and rotates. The structure includes a structure in which a rotating body is passively given a rotational force.
また、上記目的を達成するための摩擦抵抗低減シートは、上記構成から成る摩擦抵抗低減シートを複数配置して構成される摩擦抵抗低減シートモジュールとしても良い。なお、摩擦抵抗低減シートモジュールは、薄型の可撓性シートの上に前記摩擦抵抗低減シートを並べて貼り付けるようにして構成すると良い。 Moreover, the frictional resistance reducing sheet for achieving the above object may be a frictional resistance reducing sheet module configured by arranging a plurality of frictional resistance reducing sheets having the above-described configuration. Note that the frictional resistance reducing sheet module may be configured such that the frictional resistance reducing sheet is affixed side by side on a thin flexible sheet.
摩擦抵抗低減シートの構成を上記のようにすることにより、流体と物体の表面層である可撓性シート表面に境界層を流れる流体が作用して生じる摩擦抵抗によって、可撓性シートに回転自在に埋設された回転体が回転し、物体表面に作用する摩擦抵抗を低減させることができる。これにより、物体周囲に生じる境界層を低減することができ、物体が流体から受ける抵抗を低減することができる。 By configuring the frictional resistance reducing sheet as described above, the flexible sheet can be rotated freely by the frictional resistance generated by the action of the fluid flowing through the boundary layer on the surface of the flexible sheet, which is the surface layer of the fluid and the object. The rotating body embedded in the body rotates, and the frictional resistance acting on the object surface can be reduced. Thereby, the boundary layer generated around the object can be reduced, and the resistance that the object receives from the fluid can be reduced.
また、可撓性シートに回転体を埋設したことにより、現存する種々の移動体や構造体の表面に直接設置することが可能となる。さらに、可撓性シートの厚さを1mm程度、もしくはそれ以下とすることにより、シートの接地によって移動体や構造体にもたらす悪影響が殆ど無く、曲面に対応させて撓ませることも容易となる。 Further, since the rotating body is embedded in the flexible sheet, it can be directly installed on the surface of various existing moving bodies and structures. Furthermore, by setting the thickness of the flexible sheet to about 1 mm or less, there is almost no adverse effect on the moving body and the structure due to the grounding of the sheet, and it is easy to bend in accordance with the curved surface.
また、回転体を円柱体とすることによりシート面の一方向に関して広い範囲をカバーすることができ、構成部材の数を減らすことができる。
また、回転体を球状態とした場合には、シートの設置方向に関わらず、様々な方向からの流れに対応することが可能となる。
Moreover, a wide range can be covered regarding one direction of a sheet | seat surface by making a rotary body into a cylindrical body, and the number of structural members can be reduced.
Further, when the rotating body is in a spherical state, it is possible to deal with flows from various directions regardless of the seat installation direction.
また、回転体が能動的回転力を有する構造とすることで、回転体を自発的に流体の流れ方向に回転させることが可能となり、擬似的に、物体と流体との接触面を流体の流れ方向へ移動させることを実現できるため、物体が流体から受ける抵抗を低減する効果を増幅させることができる。さらに、流体の流れ方向に沿った回転を意図的に増すことにより、物体を推進させる際の抵抗となっていた流体から推進力を得ることも可能となる。 In addition, since the rotating body has a structure having an active rotational force, the rotating body can be spontaneously rotated in the fluid flow direction, and the contact surface between the object and the fluid is simulated in the fluid flow. Since the movement in the direction can be realized, the effect of reducing the resistance that the object receives from the fluid can be amplified. Furthermore, by intentionally increasing the rotation along the fluid flow direction, it is possible to obtain a propulsive force from the fluid that has become a resistance when propelling the object.
また、摩擦抵抗低減シートを複数配置して摩擦抵抗低減シートモジュールを構成することにより、車両や航空機、鉄道車両等の大きな移動体の表面を覆うシートを構成することができる。また、摩擦抵抗低減シートを薄型の可撓性シートの上に並べて貼り付けて摩擦抵抗低減シートモジュールを構成することにより、大型シートの取扱いが容易となり、一度に広範囲な表面にシートを貼り付けることができる。 Further, by arranging a plurality of frictional resistance reducing sheets to constitute a frictional resistance reducing sheet module, a sheet that covers the surface of a large moving body such as a vehicle, an aircraft, a railway vehicle, or the like can be configured. In addition, the friction resistance reduction sheet module is configured by arranging the friction resistance reduction sheets on a thin flexible sheet, making it easy to handle large sheets and attaching sheets to a wide range of surfaces at once. Can do.
以下、本発明の摩擦抵抗低減シートに係る実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の実施形態であって、本発明は、その主要部を変更しない限度において種々の形態を含むものとする。 Hereinafter, an embodiment according to a frictional resistance reduction sheet of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the following embodiments are some embodiments according to the present invention, and the present invention includes various forms as long as the main part is not changed.
図1は、本発明の摩擦抵抗低減シートに係る第1の実施形態を示す図である。
本実施形態の摩擦抵抗低減シート10は、可撓性シート12と、前記可撓性シート12に、回転自在に埋設された回転体である複数の円柱体14とを基本構成とする。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment according to the frictional resistance reducing sheet of the present invention.
The frictional
図2に本実施形態の摩擦抵抗低減シート10の詳細な構成の一例を示す。
前記可撓性シート12は、シートベース12aと、シートカバー12bとによって構成されるようにすると良い。前記シートベース12aはその一表面に、前記円柱体14を埋設するための凹部13が複数設けられている。前記凹部13は、前記円柱体14の半径よりも大きな弧状に形成され、前記円柱体14の下半部が収まる程度の深さとすると良い。また、前記シートカバー12bは、前記円柱体14の回転表面を可撓性シート12の一表面に突出させるための間欠部を設けており、前記間欠部は、前記シートベース12aにおける凹部13に対応した位置に設けられる。なお、本実施形態の場合、凹部13は長手方向を一定に定め、円柱体14が規定の方向に並ぶように設けるようにする。
FIG. 2 shows an example of a detailed configuration of the frictional
The
前記円柱体14は、上述したシートベース12aの凹部13とシートカバー12bの間欠部との間に挟み込まれ、円柱側面の一部を可撓性シート12の表面に突出させた状態で規定方向へ転がることを可能とする。例えば図1において、流体の流れる方向が矢印Aの方向であった場合、円柱体14は、前記流体の流れに沿って矢印Bの方向へ転がることとなる。
The
上記のような構成の摩擦抵抗低減シート10では、前記円柱体14は前記可撓性シート12の撓み易さに応じて、長手方向の長さを決定し、シート自体が撓んだ状態であっても、回転体としての作用を成すように構成することが望ましい。また、前記円柱体14と前記可撓性シート12との間には、回転補助部材16を複数設け、前記円柱体14の転がりがスムーズなものとなるようにすると良い。
In the frictional
また、前記円柱体14の配置間隔Dは、前記円柱体14の直径dの1.2倍から2倍程度を回転軸(不図示)の距離とすると良い。さらに、前記可撓性シート12は、そのシート厚tを1mm程度、若しくはそれ以下とすると良い。このようなシート厚とすることにより、設置面が曲面であったとしても、容易にシートを撓ませることができ、設置面の形状に沿った配置が可能となる。
The arrangement interval D of the
なお、上記実施形態において円柱体14は、コロ軸受のように、図示しない回転軸を有するようにして、当該回転軸を固定する固定部によって可撓性シート12へ固定されるように構成しても良い。
In the above embodiment, the
上記のような構成の摩擦抵抗低減シートには以下のような作用がある。
理論上、一様な流速U0で流れる流体が固定壁面(平滑平板)50に対して作用することによって生じる単位面積あたりの壁面摩擦せん断応力τは、数式1で求めることができる(図3(A)参照)。
Theoretically, the wall frictional shear stress τ per unit area caused by the fluid flowing at a uniform flow velocity U 0 acting on the fixed wall surface (smooth flat plate) 50 can be obtained by Equation 1 (FIG. 3 ( A)).
ここで、流れが物体表面に作用することによって生じる摩擦抵抗Dfについて平滑平板50の表面を例に挙げて考える。図3(A)に示すような長さlの平滑平板50に平行に流れる流速U0の一様な流れの作用によって平滑平板50に生ずる摩擦抵抗Df0は乱流領域においては、数式2のように示すことができる。
これに対し、図4に示すような回転体を有する平板52に作用する摩擦抵抗は、全ての回転体が流れに沿って回転した場合、図3(B)に示すように壁面が一様な流れと同一方向へ運動している状態となり、摩擦抵抗を低減できるものと考えられる。
On the other hand, the frictional resistance acting on the
以下これを実証する。まず、個々の回転体が一様な流れに沿って回転することを考える。図5に示すように、半径rの回転体において、上部の一点のみに局所摩擦f0が作用するものと仮定すると、図5(A)に示すように、回転体が停止状態の場合、回転体には流体の流れ方向と異なる方向に回転トルクT0が生じていることとなる。前記回転トルクT0は、
上記関係により、平板に設けられた全ての回転体が同一速度で回転するものと仮定した場合、各回転体上部に作用する摩擦抵抗の総和は、
ここで、平板52の長さlに対して、回転体の半径rが充分に小さいものとすることができた場合、平板52上に複数並べられた停止状態の回転体に作用する摩擦抵抗と、固定状態の平滑平板50に作用する摩擦抵抗とは同一視することができる。よって、固定状態の平滑平板50に作用する摩擦抵抗Df0は、
本実施形態のような摩擦抵抗低減シート10において、円柱体14の配置間隔を、円柱体14の直径dの1.2倍から2倍程度とすることにより、図6に示すように、2つの円柱体14の間に循環流れが形成され、U0で流れる一様な流れとの間によどみ点が生じる。これにより、円柱体14の後部において剥離した流れが巻き込みを起こすことが無くなり、流体の流れが円柱体14の表面を滑るようなかたちとなり、回転体を複数並べた物体表面を一様な壁面に模すことができ、物体が流体から受ける抵抗を低減することを促進できる。
In the frictional
上記構成の摩擦抵抗低減シート10は、図1に示すように、微小に形成された摩擦抵抗低減シート10を1つのユニットとみなし、当該ユニットを複数連接配置することで、摩擦抵抗低減シートモジュール(以下、モジュールという。)100を構成することができる。このような構成とすることで、表面積の大きな移動体の表面も覆うことができるシートとすることができる。また、前記モジュール100を構成する際には、前記ユニットである個々の摩擦抵抗低減シート10を、別途用意した可撓性の薄型シート上に並べて貼り付けるようにすると良い。このような構成とすることにより、大型シートの取扱いが容易となり、一度に広範囲な表面にシートを貼り付けることができる。なお、このような構成とする場合、1つの摩擦抵抗低減シート10の大きさは、モジュール100を貼り付ける面の曲率に応じて決定すると良い。
As shown in FIG. 1, the frictional
上記のような摩擦抵抗低減シート10またはモジュール100は可撓性があるため、図7に示すように、車両や航空機、鉄道等の移動体表面等の曲面にも、容易に装着することが可能である(図7は摩擦抵抗低減シートモジュールの場合を示す)。本実施形態に係る摩擦抵抗低減シート10を前述のような移動体表面に装着した場合には、移動体の表面を通過する流体の速度に対応して円柱体14が回転し、流体の主流と移動体表面との間に発生・成長する境界層の発生・成長を抑制することができ、移動体表面に生じる摩擦抵抗を低減することができる。
Since the frictional
また、前記回転体には、回転方向への慣性力が働くため、移動体の速度が上昇するほど摩擦抵抗の低減効果を高めることができるものと考えられる。さらに、移動体表面の摩擦抵抗の低減により、燃費の向上を図ることができ、経済的であると共に、CO2の削減等の観点から環境保護にも役立つ。もちろん、移動体の高速化にも貢献する。 In addition, since the inertial force in the rotation direction acts on the rotating body, it is considered that the effect of reducing the frictional resistance can be enhanced as the speed of the moving body increases. Furthermore, the reduction of the frictional resistance on the surface of the moving body can improve the fuel consumption, which is economical and also useful for environmental protection from the viewpoint of CO 2 reduction and the like. Of course, it also contributes to speeding up the moving body.
また、本実施形態に係る摩擦抵抗低減シート10は、可撓性シート12のシート厚を1mm程度、若しくはそれ以下とすることにより、新規に製造される移動体はもちろん、現存する移動体に装着する場合であってもその容姿を変えることにならない。これにより、理想形状として設計された移動体の表面にもそのまま採用することが可能となる。
In addition, the frictional
次に、本発明の摩擦抵抗低減シートに係る第2の実施形態について図8を参照して説明する。
本実施形態に係る摩擦抵抗低減シートの構成は、回転体の形状以外は、第1の実施形態と略同一である。よって、機能を同一とする箇所には、第1の実施形態と同一の符号を附して、説明を省略する。
Next, a second embodiment according to the frictional resistance reducing sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
The configuration of the frictional resistance reducing sheet according to the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except for the shape of the rotating body. Therefore, portions having the same function are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof is omitted.
本実施形態では、回転体として球状体114を採用した。回転体を球状体114とすることにより、回転体の設置方向に関わらず、任意の方向の流れに対応することができることとなる。このため、シートの取り付け位置を選ばない他、取り付け方向に気を使う必要が無くなる。
その他の作用効果については、第1の実施形態と同様である。
In the present embodiment, the
Other functions and effects are the same as those in the first embodiment.
上記第2の実施形態においては、図8に、球状体114をマトリックス状に設置するように示しているが、設置形態はこれに限らない。例えば、回転体同士の隙間が少なくなるように、石垣状に配置しても良い。
In the said 2nd Embodiment, although it has shown so that the
また、上記実施形態において、回転体は、円柱体と、球状体の2つのみを記載したが、本発明に係る回転体は、回転可能な形状であれば、これらに限定するものではない。例えば、円柱体を細分化して円板状のものを回転体としても良いし、ソロバン珠のような形状のものを回転体として配置しても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the rotary body described only two, a cylindrical body and a spherical body, if the rotary body which concerns on this invention is a rotatable shape, it will not be limited to these. For example, a cylindrical body may be subdivided and a disk-shaped thing may be used as a rotating body, and a thing like a Soroban pearl may be arranged as a rotating body.
なお、本発明の摩擦抵抗低減シートにおいて、好適には可撓性シートのシート厚を1mm程度、若しくはそれ以下とすることが望ましいとしたが、可撓性を失わない限度において、シート厚を厚くした場合であっても、本発明に包含される。 In the friction resistance-reducing sheet of the present invention, it is preferable that the thickness of the flexible sheet is preferably about 1 mm or less, but the sheet thickness is increased as long as flexibility is not lost. Even if it is a case, it is included by this invention.
上記実施形態において回転体は、シートベース12aの凹部13へ直接、あるいは回転補助部材16を介して備える旨記載した。しかし、前記回転体を凹部13へ備える際には、凹部13を磁気軸受とし、回転体を軸とした浮上型としても良い。これにより、回転による摩擦損失が低減され、回転体は流体の流れに沿った効率の良い回転が可能となり、摩擦抵抗の低減効果を向上させることができる。
In the above-described embodiment, it is described that the rotating body is provided directly in the
上記実施形態において回転体は、いずれも流体から受ける抵抗により受動的に回転することを仮定して説明した。しかし、上記実施形態における回転体は能動的回転力を有する構造であっても良い。能動的回転力の付与は、例えば電気的手段、磁気的手段等によれば良い。具体的構造の例としては、一般的なモータや磁気浮上回転モータ等の構造を挙げることができる。もちろん、回転体内部に回転力を発生させる機構を備えるようにしても良い。なお、このような構造において、回転体自体を回転させる際に生じる摩擦損失を充分に小さくすることが可能であれば、可撓性シートから回転体へ付与する回転は、回転体を回転させるためのトルクが最も必要となる移動初期時のみとしても良い。もちろん間欠的に回転を付与するようにしても良い。 In the above-described embodiment, the description has been given on the assumption that the rotating body is passively rotated by the resistance received from the fluid. However, the rotating body in the above embodiment may have a structure having an active rotational force. The active rotational force may be applied by, for example, electrical means, magnetic means, or the like. Specific examples of the structure include a general motor, a magnetically levitated rotary motor, and the like. Of course, you may make it provide the mechanism which generate | occur | produces a rotational force inside a rotary body. In such a structure, if the friction loss generated when rotating the rotating body itself can be sufficiently reduced, the rotation applied from the flexible sheet to the rotating body rotates the rotating body. It is also possible to be only at the initial stage of movement when the torque is most required. Of course, rotation may be intermittently applied.
回転体を上記構成とすることにより、回転体を自発的に流体の流れ方向に回転させることが可能となり、擬似的に、物体と流体との接触面を流体の流れ方向へ移動させることを実現できるため、物体が流体から受ける抵抗を低減する効果を増幅させることができる。さらに、流体の流れ方向に沿った回転を意図的に増すことにより、物体を推進させる際の抵抗となっていた流体から推進力を得ることも可能となると考えられる。 By configuring the rotating body as described above, the rotating body can be spontaneously rotated in the fluid flow direction, and the contact surface between the object and the fluid is moved in the fluid flow direction in a pseudo manner. Therefore, the effect of reducing the resistance that the object receives from the fluid can be amplified. Furthermore, it is considered that a propulsive force can be obtained from the fluid that has become a resistance when propelling the object by intentionally increasing the rotation along the fluid flow direction.
本発明の摩擦抵抗低減シートは、気体雰囲気中を移動する移動体のみならず、液体雰囲気中を移動する船舶等に採用することによっても、同様の効果を得ることができる。なお、流体の粘度の高い液体中においては、回転体の外形寸法を気体中よりも大型化しても良好な効果を得ることができると考えられる。 The frictional resistance reducing sheet of the present invention can obtain the same effect by adopting not only a moving body that moves in a gas atmosphere but also a ship that moves in a liquid atmosphere. In a liquid with high fluid viscosity, it is considered that a good effect can be obtained even if the outer dimension of the rotating body is made larger than that in the gas.
また、本発明に係る摩擦抵抗低減シートは、移動体(物体)表面における流体の流れの促進を促すことより、航空機等の翼部の上面に備えることにより、高い揚力を得ることができるものと考えられる。 In addition, the frictional resistance reducing sheet according to the present invention can obtain a high lift by being provided on the upper surface of a wing part of an aircraft or the like by promoting the flow of fluid on the surface of the moving body (object). Conceivable.
上記実施形態では、本発明の摩擦抵抗低減シートは移動体の表面に流体が作用して生じる摩擦抵抗を低減することに特に有効である旨記載した。しかしながら、本発明の摩擦抵抗低減シートは、重量物を搬送する際に生じる摩擦抵抗を低減する場合にも適用することができる。この場合、本発明の摩擦抵抗低減シートは、重量物を移動させる床面に設けても良いし、必要に応じて重量物自体の底面に備えても良い。本発明の摩擦抵抗低減シートは、その厚さが従来のコロや台車に比べて非常に薄いため、重量物を殆ど持上げることなくシート上に載せることができる。また、床面に設ける際においても重量物を摺動させる経路にシートを並べるだけで良く、大掛かりな工事等を必要としない。本発明の摩擦抵抗低減シートは、可撓性シートに微小な回転体が複数設けられているという構造であるため、重量物を搬送する際であっても、振動を殆ど与えることなく滑らかに移動させることができる。このため、精密機器の運搬作業等にも有効である。このような用途に使用する摩擦抵抗低減シートの回転体が、能動的回転力を有する場合、動力補助の効果を奏し、搬送箇所に勾配が存在する場合、上り勾配であれば、重量物を小さな力で押し上げることが可能となり、下り勾配であれば任意に制動をかけることが可能となると考えられる。もちろん、重量物のみでなくスライド式の窓や襖等のレールとして採用した場合であっても、景観を損ねることなく良好な効果をあげることができると考えられる。 In the above embodiment, it has been described that the frictional resistance reducing sheet of the present invention is particularly effective in reducing the frictional resistance generated by the action of fluid on the surface of the moving body. However, the frictional resistance reducing sheet of the present invention can also be applied to the case where the frictional resistance generated when a heavy object is conveyed is reduced. In this case, the frictional resistance reducing sheet of the present invention may be provided on the floor surface on which the heavy object is moved, or may be provided on the bottom surface of the heavy object itself as necessary. Since the thickness of the frictional resistance-reducing sheet of the present invention is much thinner than that of conventional rollers or carts, it can be placed on the sheet with almost no lifting. In addition, when it is provided on the floor surface, it is only necessary to arrange the sheets on a path through which a heavy object slides, and no large-scale construction or the like is required. Since the friction resistance reducing sheet of the present invention has a structure in which a plurality of minute rotating bodies are provided on a flexible sheet, even when a heavy object is transported, it moves smoothly with almost no vibration. Can be made. For this reason, it is also effective for carrying precision instruments. When the rotating body of the frictional resistance reducing sheet used for such an application has an active rotational force, there is a power assist effect. It is possible to push up with force, and it is considered that braking can be applied arbitrarily if it is a downward slope. Of course, even when it is used not only as a heavy object but also as a rail such as a sliding window or a fence, it is considered that a good effect can be obtained without deteriorating the scenery.
また、回転体が能動的回転力を有する場合、摩擦抵抗低減シートは、コンベアの役割を担うことができるため、種々の工場の製品搬送手段として採用することができるものと考えられる。このような用途に採用した場合には、設置・メンテナンスのコストを削減できるばかりでなく、従来のコンベアでは困難な曲線的な搬送経路を採ることも可能となると考えられる。 In addition, when the rotating body has an active rotational force, the frictional resistance reducing sheet can serve as a conveyor, so it is considered that it can be adopted as a product conveying means in various factories. When employed in such applications, it is considered that not only can installation and maintenance costs be reduced, but it is also possible to take a curvilinear conveyance path that is difficult with conventional conveyors.
また、本発明の摩擦抵抗低減シートの広義の利用範囲としては、遊戯場の床面等に備えることにより、スキーやスケート等の練習にも役立てることができると考えられる。
上記のように本発明の摩擦抵抗低減シートは、摩擦抵抗の低減を目的とする様々な分野に応用することが可能といえる。
In addition, as a wide range of use of the frictional resistance reducing sheet of the present invention, it is considered that it can be used for practice such as skiing and skating by providing it on the floor surface of the playground.
As described above, it can be said that the frictional resistance reducing sheet of the present invention can be applied to various fields for the purpose of reducing the frictional resistance.
10………摩擦抵抗低減シート、12………可撓性シート、12a………シートベース、12b………シートカバー、13………凹部、14………円柱体、16………回転補助部材、100………摩擦抵抗低減シートモジュール(モジュール)、114………球状体。
10 ......... Friction resistance reducing sheet, 12 ......... Flexible sheet, 12a ......... Seat base, 12b ......... Seat cover, 13 ......... Recess, 14 ......... Cylinder, 16 ......... Rotation Auxiliary member, 100... Friction resistance reducing sheet module (module), 114.
Claims (7)
A frictional resistance reducing sheet module comprising a plurality of the frictional resistance reducing sheets according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004115203A JP2005299765A (en) | 2004-04-09 | 2004-04-09 | Friction resistance reducing sheet and friction resistance reducing sheet module |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2013002636A (en) * | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Zhengxin Mei | Method of reducing resistance of streamlined body and its application |
JP2017534808A (en) * | 2014-11-25 | 2017-11-24 | レミ ラフォレストLAFOREST, Remi | Profile element for generating force |
-
2004
- 2004-04-09 JP JP2004115203A patent/JP2005299765A/en active Pending
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