JP2008509833A - 輸送手段 - Google Patents

Abstract

本発明は、乗客及び／又は品物を輸送するのに使用され、風力と水の揚力とを利用し、水面から上方を走行する客室（５）を有する、輸送手段（１０）に関する。本発明の目的を達成するために実現された輸送手段は、水面から上方の或る高さを走行する少なくとも１つの本体（１２）と、水面に対して垂直に延び、この本体（１２）に接続されている少なくとも１つの帆（１）を備えている空中ユニット（１１）と、水中を走行し、これも本体（１２）に接続されている少なくとも１つの水中ユニット（１３）と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗客及び／又は品物を輸送する際に使用される、風力と水の揚力を利用し、水面から上方を動く客室を有する、輸送手段に関する。

最新の技術では、水上を走行する輸送手段は、揚力によって水面から上方に留まり、水面下にあるプロペラ、及び／又は水面から上方にある帆によって発生する駆動力によって水面上を走行する。帆を用いることにより、輸送手段は、何らの個体／液体／気体燃料を消費すること無く風力を利用して走行することができる。

しかしながら、既知の輸送手段では、輸送手段の本体が水と接触する際に水によって発生する抗力が大きく、その結果、この質量を動かすのにより大きな動力が必要になっている。その上、帆の抗力ベクトルは輸送手段の釣り合い中心（ｂａｌａｎｃｅ ｃｅｎｔｅｒ）より上方にあるため、風力が増すと輸送手段は平衡を失う。

この問題等を解決するため、当該技術分野では或る種の提言が行われている。中でも、ニュージーランド特許出願ＮＺ１６１１４号では、水面と接触する本体に固定された回転軸を有する帆が利用されている。この場合、従来の構造とは異なり、本体の両側に配置された、釣り合いの維持を補助する翼が使用されている。

一方、ＵＲＬアドレスｈｔｔｐ：／／ｆｏｘｘａｅｒｏ．ｈｏｍｅｓｔｅａｄ．ｃｏｍ／ｉｎｄｓａｉｌ０２８．ｈｔｍｌのサイトに開示されている実施形態では、燃料経済性を確実なものとするため、パラシュートが貨物船の本体に取り付けられている。この実施形態では、パラシュートの角度が、風の方向に従って、コンピュータ制御により調整される。

ＵＲＬアドレスｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｅａｉｒ．ｃｏｍ／．のインターネットサイトに開示されているボート（飛行ボート）には、帆翼が取り付けられている。この様にして、ボートは、後端のエンジンで加速して一定速度に達した後、離水して飛行機と同じように飛行する。従って、これは、海上及び空中の両方を走行することのできる二重の機能を有する輸送手段と考えるのがより適切であろう。この輸送手段では、水と風力を同時に利用しようとはしていない。

ディングバット（Ｄｉｎｇｂａｔ）と呼ばれているボートは、ＵＲＬアドレスｈｔｔｐ：／／ｆｏｘｘａｅｒｏ．ｈｏｍｅｓｔｅａｄ．ｃｏｍ／ｉｎｄｓａｉｌ０２６．ｈｔｍｌでインターネットサイトに載っており、ビル・レイナー（Ｂｉｌｌ Ｒａｙｎｅｒ）とクリフ・ベイカー（Ｃｌｉｆ Ｂａｋｅｒ）によって設計されているが、このボートは、金属結合により本体に取り付けられている翼を使用しており、ボートの後端で水面下に位置する尾翼と舵で構成された、グライダーと同様の機構が使用されている。この様にして、このボートは、他の動力を何ら必要とせず、風力だけで走行することができ、水面下に配置されている尾翼で操向することができる。速度が上がると、水面から浮上することによってボートの濡れ面が減少する。最高速度に達すると、尾翼だけが水に接触する。

上記のように、様々な帆の型式を使用し、又は水面から上方を走行することによって、風力を確実に利用することができるが、大型の貨物船又は客船を風力のみを利用し、自動車と同じ様な性能で、しかも水面から上方を走行させることができる輸送手段を開示している発明は存在し無い。

更に、風力を利用する輸送手段では、風力が大きくなることによって生じる不釣合（ｏｖｅｒｂａｌａｎｃｅ）の問題は、未だ対処されていない。

本発明の目的は、波の振動及び表面海流の影響を最小限に抑えた本体を有する輸送手段を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、風力をもっと遙かに効率的に利用する輸送手段を実現することである。

本発明の更に別の目的は、高い風速でも釣り合いを維持することのできる輸送手段を実現することである。

本発明の目的を達成するために実現された輸送手段は、水面から上方の一定の高さを走行する少なくとも１つの本体と、水面に対し垂直に延び且つ前記本体に接続されている少なくとも１つの帆を備えている空中ユニットと、水中を走行し且つ前記本体に接続されている少なくとも１つの水中ユニットと、を備えている。

輸送手段は、その空中ユニットによって風力を活用し、その水中エンジンによって水を利用する。

本発明の主題である輸送手段の本体は水面から上方を走行するので、乗客には快適な旅が提供される。更に、輸送手段が旅行専用に使用されるときは、飛行と帆走の両方を楽しむことができる。また、過剰な燃料消費を防ぐことができるので経済的である。

本発明の目的を達成するために実現された輸送手段を、添付図面に示している。
本発明の主題である輸送手段（１０）は、空中ユニット（１１）、本体（１２）、水中ユニット（１３）の３つのユニットで構成されている。

空中ユニット（１１）は、風力から駆動力（ｄｒｉｖｅ）を得る際に使用される。空中ユニット（１１）は、水面に対してほぼ垂直に延び、且つ、駆動力を確保する少なくとも１つの帆（１）と、帆（１）が取り付けられている少なくとも１つの帆留置部（ｓａｉｌ ｄｅｐｏｔ）（２）とで構成されている。

帆（１）は、飛行機／グライダーの翼に類似し空気力学的に駆動力を発生させることのできる面である。この帆（１）は、飛行機でしばしば使用されるどの様な翼断面、又は窪み付平板形状を有していてもよい。本発明の好適な実施形態では、２つの帆（１）が留置部（２）の両側に取り付けられている。しかしながら、本発明の別の実施形態では、２つ以上の帆が、互いに平行に、一方が他方の上に及び／又は一方が他方の後に一定の隙間を設けて配置されるようにすることもできる。２つ以上の帆を使用する場合、各帆の寸法は、異なっていても同じでもよい。帆は、好ましくは圧縮機によって膨張させられるプラスチック製の構造体（ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）を備えていて、風を受けたときに適切な翼輪郭を形成する溝（ｃａｎａｌｓ）が設けられた構造を有しており、パラグライダーと同じ様な構造で、両側に縮小又は伸張させることができるようになっている。

しかしながら、本発明の別の実施形態では、帆を、剛性を有する構造体に取り付けられる、適当な特性を有する布から作ることもできる。帆は、金属、プラスチック又は複合材等の完全な剛性材料で作ることもできる。

帆（１）は、嵐及び同様な気象条件の影響を受けるのを防ぐために、様々な高さ（ｈ）に上昇させることができる。しかしながら、帆を海面の直ぐ上方に、表面に対してほぼ垂直に配置するのが好ましい。

帆（１）の本体（１２）との接続とその機械的制御は、留置部（２）によって行われる。留置部（２）は、抗力を最小限に抑えるため、先端の尖った楕円形に似た幾何学的形状を有している。輸送手段（１０）に必要な速度と揚力に応じて、帆の長さ（Ｌ）を縮小及び伸張させ、迎え角（α）を変えるために必要とされる、帆を膨らますための圧縮機、エンジン、帆を巻き付けるドラムなどの機構がある。本発明の別の実施形態では、帆は、エンジン／圧縮機に接続された電気ケーブルによって制御される。本発明のさらに別の実施形態では、これらの操作は、電気ケーブルを使わず、客室（５）からエンジンに送られる無線で行われる。

留置部（２）は、少なくとも１つの接続要素（３）を用いて、本体（６）に接続されている。要素（３）は、ワイヤ、チュ−ブ、ロープ又はコードでもよい。しかしながら、鋼製のコードであることが好ましい。

本体（１２）は、乗客を載せる客室（５）と、ケーシング（４）と、ケーシング留置部（ｃａｓｉｎｇ ｄｅｐｏｔ）（抗力中心（ｄｒａｇ ｃｅｎｔｅｒ））（７）とで構成されている。本発明の或る実施形態では、本体（１２）は、水中ユニットとの接続を確保し、或いは貨物を運ぶ、区画室（ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）（６）を備えている。

客室（５）は、どの様な幾何学的形状を有していてもよく、円板又は飛行機の機体のように作られていてよい。客室を形成する際には、空気力学的に抗力を最小限に抑えることが目標とされる。本発明の別の実施形態では、客室の両側に翼（図示せず）があり、後端には垂直尾翼（図示せず）がある。これらの翼と尾翼は、輸送手段がある一定の速度で走行しているときに、客室に追加の揚力を確保する。操舵室、キャビンなどは、客室に配置することができる。客室は、軽量化のために複合材で作るのが好ましい。

客室（１）が水面から上方の或る高さを走行している間、水面と客室の間の圧縮された空気の圧力が増し、而して客室には追加の揚力が加えられる。

客室（５）の下に位置する区画室（６）は、貨物を区画室自体の領域内に収めて輸送するため、及び／又は水中ユニット（１３）の様な他の区画室内の貨物を牽引するため、及び／又は輸送手段の後部に残るタグボートに似た貨物運搬船を牽引するため、更には、水中ユニットと水面から上方に位置するユニットとを接続する本体が特に風力によって傾いたときに客室の平行な姿勢を維持する水力学的機構を運搬するために、形成されている。この区画室（６）は、気流の表面からの剥離、乱流の発生、及びこれらによる抗力の増大を防ぐために可能な限り最善の方法で客室と一体となるように形成される。更に、区画室（６）は、輸送手段の不釣合（ｏｖｅｒｂａｌａｎｃｅ）が起こらないようにするため、又は起こっても僅かにするために、水面の直ぐ上方に配置されている。

ケーシング（４）は、本体（１２）と空中及び水中ユニット（１１と１３）の間の接続を確保する要素（３）が接合されている部分である。ケーシングは、中空の、剛性を有する円筒形を有しているのが好ましい。ケーシングは、客室に固定されている。空中及び水中ユニット（１１と１３）に対する機械的及び電気的接続を確保している部品（コード、ケーブルなど）が、このケーシング（４）を通っている。

ケーシング（４）の一方の端部は、ケーシング留置部（７）に固定されている。空中及び水中ユニット（１１と１３）に対する機械的及び電気的接続を確保している部品（コード、ケーブルなど）は、この留置部（７）の内側に保持され及び／又は開かれて（ｏｐｅｎｅｄ）巻かれている。巻く工程のために、手動又はモーターで作動させることのできるローラーがある。本発明の好適な実施形態では、ケーシング留置部は、足部（ｆｏｏｔ）によって客室に固定されている円板状の区画室である。

水中ユニット（１３）は、カバー（８）と、このカバーの外側に位置しているプロペラ（１４）と、少なくとも１つの翼（９）を備えている。カバーは、釣り合い中心（ｂａｌａｎｃｅ ｃｅｎｔｅｒ）としての機能を果たす。丁度潜水艦と同じように、カバーは、（１つ又は複数の）モーター、発電機（ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、ポンプ、バラストタンクなどの構成要素を備えている。これらの構成要素は、水中ユニットの深度及び速度を制御する際に使用される。水中ユニット（１３）は、本体（１２）に、少なくとも１つの接続要素（４）で接続されている。この接続要素（４）は、弾性体でもよいが、剛体であるのが好ましい。この要素は、本体を支えることができる。水中ユニットの深度、ひいては本体の高さは、接続要素の角度と高さを調節することによって調節することができる。水中ユニットの制御を可能にするケーブルも、この要素（４）の中を通ることが好ましい。ケーシングは、抗力を小さくするために、水力学的構造を有している。エンジンによって作動されるプロペラは、水中ユニットを作動させるのに必要な駆動力を発生させる。

水中ユニットの翼（９）は、ケーシングと一体であっても、別体であってもよい。これら翼（９）は、反転した（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）輪郭を有していて、下向きの揚力を発生させることが好ましい。翼（９）の力によって、空中ユニットにある帆の揚力の垂直方向の成分を中和し（ｎｅｕｔｒａｌｉｚｅ）、輸送手段を所望の方向に航行させることが目標とされる。水中ユニット、ひいては輸送手段は、これらの翼に対するフラップ（１５）やエレロン（ｅｌｅｒｏｎ）の様な構成要素を備えることによって航行させることができる。

水中ユニット（１３）は、水面の波の影響を受けるのを防ぐため一定の深度に下げて運転される。主に層流が支配的な深度で作動する水中ユニットは、より効率的である。

輸送手段の特定のユニットの間を接続し易くするため、コンピュータ化された電子的要素部品が利用されている。

本発明の主題である輸送手段（１０）が、港又は開放水面で投錨しているとき、帆（１）は、帆留置部（２）の内側に保持されているドラムに巻き付けられている。そしてこの間、本体は水面上を浮遊しているか、又は水中ユニットの揚力によって水面から上方の一定の高さにある。

水中ユニットを客室から制御することによって、エンジンを作動させ駆動力を得て、この駆動力で輸送手段を航行させて港から出る。適切な時機に、水中ユニットを波の影響を殆ど受けない深さに下げる。更に、接続要素の高さを調節することによって、本体を、波の影響を殆ど受けない高さに上昇させる。

その後、ケーシングを方向と風に従って位置決めする。次に、帆を帆留置部（２）から一定の長さに解放する。帆の構造体に圧縮ガスを充填して適当な形を形成したら、帆を、再度一定の長さに解放する。風によって適当な空間が形成されたら、帆と帆留置部は風力によって動かされる。所望の速度次第で、帆を解放し上昇させ続ける。そして、帆が本体からできるだけ遠くにあり、その面積が必要なだけ大きくされる航行姿勢が取られる。帆が十分な動力を提供するときには、水中ユニットのエンジンを切ることによって、燃料消費を節約することができる。

輸送手段は、帆によって形成される力の角度次第で、前方に傾斜することがありうる。この前方の傾斜を防止するため、本体の姿勢は、水中翼（９）を適当な位置に動かすことによって真っ直ぐにされる。又は、弾性接続部を調整することによって、客室と水中ユニットを、水平方向に対して平行に配置する。翼と帆の角度の調節は、方向、風、及び水中の海流の変化を考慮して、航行中継続して行われる。

港に到着したら、帆を回収して水中ユニットのエンジンを作動させる。
客室は水面から上方を走行するので、波によって生じる振動を受けない。そして水中ユニットは任意の深さに下げることができる。水中ユニットは、波の影響を受けない深さにあるのが好ましい。こうして、翼（９）は、本体の振動を吸収して最小限に抑え、釣り合いが維持される。更に、エンジンとプロペラは、層流環境で作動させられるので、最大効率で作動する。これによって、エンジンの寿命が延び、燃料消費も最小限に抑えられる。

本発明の主題である輸送手段の本体は水面から上方を走行するので、乗客には快適な旅が提供される。更に、乗客と貨物は、悪天候状態で生じる強い波の影響を受けず、最小の振動しか受けないことになる。これらの理由で、本発明は有益である。更に、平均２０％の燃料消費節約が確保される。

広範囲な実施形態を開発することができ、本発明は、主に、特許請求の範囲に開示する通りであり、ここに述べた実施例に拘束されるものではない。

本発明の主題である輸送手段の概略図である。

符号の説明

１ 帆
２ 帆留置部
３ 接続要素
４ ケーシング
５ 客室
６ 区画室
７ ケーシング留置部
８ カバー
９ 翼
１０ 輸送手段
１１ 空中ユニット
１２ 本体
１３ 水中ユニット
１４ プロペラ
１５ フラップ

Claims (10)

1. 輸送手段（１０）であって、
   水面から上方にあり、風力から駆動力を得るように用いられ、且つ、水面に対しほぼ垂直に延びる少なくとも１つの帆（１）と、少なくとも１つの帆留置部（２）とを備えている空中ユニット（１１）と、
   駆動力を発生させる少なくとも１つのモーターと、該モーターに固定されているプロペラと、前記帆によって形成される駆動力ベクトルの垂直且つ上向きの成分を中和することにより前記輸送手段の釣り合いを維持する少なくとも１つの翼とを備えている、水中を走行する水中ユニット（１３）と、
   前記空中ユニットと前記水中ユニットが接続されており、水面から上方を走行し、且つ、乗客を搬送する客室（５）と、前記客室（５）に固定されており、且つ、前記空中ユニットと前記水中ユニットの間の接続を確保する要素（３）が通るケーシング（４）と、前記要素（３）が保持されているケーシング留置部（抗力中心）（７）とを備えている、前記空中ユニットと前記水中ユニットの間に配置されている本体（１２）と、を備えている輸送手段（１０）。
2. ２つの帆（１）が前記留置部（２）の両側に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の輸送手段（１０）。
3. ２つ以上の帆が、互いに平行に、一方が他方の上に及び／又は一方が他方の後に一定の隙間を設けて配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の輸送手段（１０）。
4. 帆が、好ましくは圧縮機によって膨らまされるプラスチックの構造体と、風を受けたときに適切な翼輪郭を形成する溝とを備え、パラグライダーと同様の構造を有しており、且つ、両側に縮小又は伸張させることができるようになっていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の輸送手段（１０）。
5. 帆が、剛性を有する構造体と、該構造体に取り付けられた布と、を備えていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の輸送手段（１０）。
6. 弾性接続部が前記空中ユニットと前記本体の間に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の輸送手段（１０）。
7. 剛性接続部が前記水中ユニットと前記本体の間に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の輸送手段（１０）。
8. 本体（１２）は、前記水中ユニットとの接続を確保する前記要素が配置されているか、又は貨物を搬送する区画室（６）を備えていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の輸送手段（１０）。
9. エンジンを保護し、且つ、プロペラが固定されているカバー（８）と、まさに潜水艦のように、モーター、発電機、ポンプ、バラストタンクなどの構成要素とを備えているために、深度と速度を制御することができる水中ユニット（１３）を備えていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の輸送手段（１０）。
10. 特定のユニットの間の接続を確保するためにコンピュータ化された電子部品を備えていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の輸送手段（１０）。

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