JP2007054298A - 浮遊体 - Google Patents

Abstract

【課題】羽根をつけたり中央に穴を形成したりする必要がなく、デザインの自由度が高くて自然な形態とすることができ、空中に安定して浮遊させることができる浮遊体１を提供する。
【解決手段】軽い材質の材料によって適宜形状に形成された浮遊体本体1ａの下部に重錘２を設け、上方に吹き上げられた空気流５によって空中で浮遊することを特徴とする。なお、上記浮遊体本体1ａと重錘２とを軸状又は帯板状の連結手段３で連結したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は上方に向かって吹き上げられた空気流によって空中で浮遊する浮遊体に関するものである。

一般に、上方に向かって吹き上げられた空気流によって空中で浮遊する浮遊体として、球体や椀型のものが知られており、その上下の姿勢を保持するため、回転羽根をつけたり、中央に空気流を通すための穴を開けたりしている。回転羽根をつけることにより、回転羽根が上になって回転し、また中央に通し穴を形成することにより、通し穴を空気流が通過するので、浮遊体の上下の姿勢は安定に保たれる。
特許第３６７３３９６号公報 実公昭３６−６３３０号公報 特開昭６０−８３６８９号公報 特開平８−１６８５７６号公報

しかしながら、羽根をつけたり中央に穴を形成したりしなければ姿勢が安定しないので、浮遊体の形状に制約があり、自由にいろいろな形態の浮遊体を作ることはできない。また、従来の構成では、浮遊体は水平方向にはくるくる回ってしまい、これを防ぐことはできなかった。したがって、上記の具象的浮遊体を自然な形態とし、自然な動きで浮遊させることは不可能であった。

本発明は上記問題点を解消し、特にデザインの自由度が高く、自然な形態とすることができ、空中に安定して浮遊させることができる浮遊体を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、請求項1に係る浮遊体は、軽い材質の材料によって適宜形状に形成された浮遊体本体の下部に重錘を設け、上方に吹き上げられた空気流によって空中で浮遊することを特徴とする。

また、請求項2に係る発明は、上記浮遊体本体と重錘とを軸状又は帯板状の連結手段で連結したことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、浮遊体を上方に吹き上げられた空気流中に置くことにより、上記空気流の浮力によって空中で浮遊するが、重錘が下になるので、上昇する空気流の一部が表面の凹凸に当って複雑に乱れても、浮遊体の姿勢を一定に保つことができるので、中央に穴を貫通形成しなくても、浮遊体は横を向いたり逆さになったりすることがなく、安定して浮遊する。したがって、人、鳥、魚等の動物、キャラクター、機械装置などの複雑な形状であっても、空中に一定の姿勢を保ちながら浮遊させることができる。

請求項2に係る発明によれば、浮遊体本体と重錘とを軸状又は帯板状の連結手段で連結しているので、浮遊体本体と重錘とを分離することができ、浮遊体本体自体の形状は重錘に制約されないので、デザインの自由度が非常に高い。しかも、分離された重錘は空気流の外側に押し出され、空気流が最も安定に流れる状態で保持されるので、浮遊体は常に空気流の中心に対して同じ向きになる。したがって、浮遊体を自然な動きで安定して浮遊させることができる。

図１において符号１は浮遊体を示す。この浮遊体１は球形の浮遊体本体1ａの下部に重錘２を設けたものである。

浮遊体本体1ａは発泡スチロールなどの軽い素材から構成され、その内部は空洞にして全体をできるだけ軽くするのが好ましい。

上記浮遊体本体1ａと重錘２とは軸状連結手段３で連結されている。重錘２は円板形状をなしている。軸状連結手段３も重錘２も合成樹脂により構成すればよい。ただし、軸状連結手段３自体も重錘２の一部であり、太いかあるいは長い軸状連結手段３はそれ自体が重錘２となる。

上記構成の浮遊体１を浮遊させるためには、ブロアーなどの送風装置を利用し、上方に吹き上げられた空気流によって空中で浮遊する。

すなわち、送風筒４は送風装置（図示せず）に垂直に設けられている。送風装置を作動させることにより送風筒４から上方に空気が吹き上げられる。なお、送風筒４の径が大きいと空気流５が乱れるので、内部に整流板等（図示せず）を配置してなるべく垂直の流れとなるようにするのが好ましい。

浮遊体１を空中で浮遊させるには、上記上昇空気流５内に持ち込み、静かに手を離す。浮遊体１は重錘２が下になり、全体が傾斜した状態になる。

つまり、空中に浮かぶ浮遊体１にも重力Ｇが作用するが、浮遊体１には上向きの空気流５によって上方に押し上げる力、つまり浮力Ｐが働く。浮力Ｐは送風筒４の開口部に近い下の位置では強く、上になるにしたがって弱くなる。したがって、浮遊体１は、その重量と浮力とがバランスした位置で浮いた状態に保持される。

また、飛行機に揚力が発生するのと同じ原理で、空気が速く流れる部分の圧力は、遅く流れる部分の圧力よりも小さい。したがって、浮遊体１が空気流５から横にそれて空気流5の外側に移動するようなときには、流速が速い側（圧力の小さい側）から遅い側（圧力の大きい側）に移動するので、圧力の大きい側から圧力の小さい元の位置に浮遊体１を戻すようにＡ方向に力が働く。換言すれば、浮遊体１は常に空気流５の域内にあるように保持されるのである。

さらに、重錘２によって浮遊体１の重心は下方に移動するので、重錘２はスタビライザとして機能し、浮遊体１の姿勢は一定に保持される。なお、空気流５にはわずかながら乱れがあり、重錘２にもいろいろな方向から異なる力が働くので、軸状連結手段３は空気流５の中心に留まることはできない。このため、重錘２は空気流５の外に押し出される。このため、浮遊体１は全体が傾いた姿勢となる。そして、空気流５が最も安定に流れる状態で保持されるので、浮遊体１は常に空気流５の中心に対して同じ向きになる。

以上のように、上下方向の力のバランスと空気流５の内外の圧力差と低い重心位置とにより、浮遊体１は安定した姿勢で空気流５の同じ位置に保持される。

ただし、上述のように送風筒４から吹き出される空気流５は均一ではなく、乱れがある。また、空気流５が浮遊体１の表面に沿って流れるときも表面の凹凸の度合いや向きによっても空気の流れに乱れが生じる。このため、浮遊体１は空中の一点で静止するわけではなく、少し上下、左右、前後に動く。この動きは浮遊体本体1ａの主たる部分の形状に関係し、下からの空気を受ける部分は角ばった形状よりも球体又はこれに近いものが好ましい。角ばったものでは空気流５の流れが急激に変わる可能性があるので、安定しにくい。球形又はこれに近いものは、表面に沿う空気の流れは滑らかで急激には変化しにくいから、安定しやすい。

次に、浮遊体本体1ａの形状と重錘２の他の実施形態を示す。

まず、図２のように、浮遊体本体1ａと重錘２を接近させると、重心も浮遊体本体1ａに近接するほか、重錘２も空気流５の影響を受けるので、全体として安定度合いはやや低いが、ある程度節度を持ちながら大きく動かしたい場合に適する。

図３（ａ）に示される浮遊体１は人形を模した浮遊体本体1ａの下部に重錘２を設けたものである。浮遊体本体1ａは頭部６と胴部７と腕部８と脚部９とを備え、頭部６の上には回転羽根１０が回転自在に取り付けられている。重錘２は図１に示したものとおなじである。上記浮遊体１を図に示すように上昇空気流５中で離すと、前傾した姿勢で安定するとともに、空中のほぼ同じ位置で揺らめきながら浮遊する。しかも、下からの空気流５によって頭部６の回転羽根１０が回転するため、あたかも羽根を回転させながらその回転力によって空中を浮遊しているような状態を作り出すことができる。

なお、同図（ｂ）に示されるように、上記浮遊体１を空気流５中に傾斜した状態で浮かべたとき、前面と側面とでは空気の流れの安定度が異なり、安定度の高い方で安定する。側面を下にして浮かべると、腕部８が空気流５の受け面の中心となり、腕部８の左と右に均等に空気が当らなければ安定しない。空気流５は微妙に変化しているので、実際には左右いずれかの流れの方が強くなるので、不安定である。これに対し、前傾状態で浮かべると、前面の中心の頭部６と胴部７とは球面になっているため、空気の流れは左右に滑らかに分かれるから、この状態で安定する。したがって、上記浮遊体１は前傾状態で安定し、連結手段３を中心にして回転することはない。

次に、図４（ａ）や同図（ｂ）も浮遊体本体1ａを人形形状にしたもので、このようにしても同様の浮遊効果が得られる。

なお、図４（ａ）（ｂ）において図１〜図３と同じ符号は同じ部材を示すものとし、説明は省略する。図５以下の図面も同様である。

そのほか、図５のように魚のような形状にしたり、図示しないが鳥や動物あるいは架空の生物などの形状にしてもよい。魚形状の浮遊体１ではヒレ１１の部分が空気流５で左右に微妙に動くので、魚が空中を遊泳しているような浮遊状態を得ることができる。

さらに、図６はヘリコプタ形状の浮遊体本体1ａに斜めの連結手段３を介して重錘２を配置したもので、浮遊体本体1ａは上部にプロペラ１２、後部に回転羽根１３を回転自在に設けるとともに、内部には下部と後部に開口するＬ字形の空気通路１４が設けられている。

上記構成の浮遊体１を上昇空気流５内に置くと、上述と同じ理由により浮遊体１は水平状態となって空気流５内に安定して留まるとともに、上部プロペラ１２が回転し、さらに上記空気通路１４の下から入り込んだ空気は後方から吹き出され、後ろの回転羽根１３を回転させる。したがって、ヘリコプタが空中でホバリングしているような状態を作り出すことができる。

なお、上記浮遊体１の上昇空気流５を受ける部分は、前述の例のように左右対称ではない。しかし、回転羽根１３の部分が全体に占める面積が小さいから、全体としては安定する。

また、重錘２は上記実施形態に限定されない。どのような形でもよい。図７のように、大きな球形の浮遊体本体1ａに糸（連結手段３）で複数の小球形の重錘２を連続的に連結して全体をドラゴン状に形成してもよい。この場合は、全体が蛇行するように浮遊する。

さらに、図８のように、球状浮遊体本体1ａの前後に軸状連結手段３を介して飛行体状の重錘２ａとさらに帯状連結手段３ａを介して下方に設けた重錘２ｂとによってバランスをとった形態としてもよい。この場合は、やじろべえ効果で安定し、浮遊体本体1ａの向きを一定にすることができる。また、両端の重錘２ａ、２ｂには空気流５が直接に当らないので、重錘２の形状が姿勢の安定に影響することはない。なお、上記図８のように、浮遊体本体1ａを水平にするためには、浮遊体本体1ａに対して連結手段３を斜めにしておけばよい。

さらに、連結手段３の形状も、空気流５の影響を受けにくい形状であればよく、特に限定されない。帯状でも糸状でもよい。

上述のように、浮遊体１を上方に吹き上げられた空気流５中に置くことにより、上記空気流５の浮力によって空中で浮遊するが、重錘２が下になるので、上昇する空気流５の一部が表面の凹凸に当って複雑に乱れても、浮遊体１の姿勢を一定に保つことができるので、浮遊体１は横を向いたり逆さになったりすることがなく、安定して浮遊する。したがって、人、鳥、魚等の動物、キャラクター、機械装置などの複雑な形状であっても、空中に一定の姿勢を保ちながら浮遊させることができる。

また、浮遊体本体1ａと重錘２とを軸状又は帯板状の連結手段３で連結しているので、浮遊体本体1ａと重錘２とを分離することができ、浮遊体本体1ａ自体の形状は重錘２に制約されないので、デザインの自由度が非常に高い。しかも、分離された重錘２は空気流５の外側に押し出され、空気流５が最も安定に流れる状態で保持されるので、浮遊体１は常に空気流５の中心に対して同じ向きになる。したがって、浮遊体１を自然な動きで安定して浮遊させることができる。

本発明に係る浮遊体の一例の斜視図である。 他の浮遊体の例の斜視図 （ａ）（ｂ）は、それぞれさらに他の浮遊体の例の斜視図およびその浮遊状態を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ別の浮遊体の例の斜視図である。 魚形状の浮遊体の斜視図である。 ヘリコプタ形状の浮遊体の斜視図である。 ドラゴン形状の浮遊体の一例の斜視図である。 やじろべえを利用した浮遊体の一例の斜視図である。

符号の説明

１ 浮遊体
２、２ａ、２ｂ 重錘
３、３ａ 連結手段
４ 送風筒
５ 空気流

Claims (2)

1. 軽い材質の材料によって適宜形状に形成された浮遊体本体の下部に重錘を設け、上方に吹き上げられた空気流によって空中で浮遊することを特徴とする浮遊体。
2. 上記浮遊体本体と重錘とを糸状、軸状又は帯状の連結手段を介して連結したことを特徴とする、請求項１記載の浮遊体。
   

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