JP2799539B2 - 揺動ひれ推進船 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、尾ひれ部を左右に揺動
して船体を推進するように構成した揺動ひれ推進船に関
する。

【０００２】

【背景技術】尾ひれ部を左右に揺動して魚のように推進
するように構成した船のアイデアは、日本の関連出願だ
けみても、昭和４６年以降現在まで６０件弱出願されて
いる（国際分類Ｂ６３Ｈ １／３６）。これらの出願に
開示されている発明（考案）の中で、本発明に関係して
いるものは４〜５件ある。

【０００３】例えば、その中で特に本発明に関係する特
開昭５４−１０４１９３号、特開昭５３−５９４号の発
明は、何れも尾ひれ部を揺動して船体を推進する方式を
採用している。しかしながら、何れも船体の中央に設け
られた駆動源により尾ひれ部の左右揺動機構を介して推
進する方式である。本発明者が実際にこれに類した方式
の尾ひれ部推進式で船を動かしたところ、前進はするも
のの、その推進効率は比較的低く、魚のようには推進力
を増加することができないものであった。また、従来の
尾ひれ部推進方式の船舶においては、人が船に乗って、
湖、池、海等で遊泳するような構成にはなっておらず、
このような船舶は世に出ていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の尾ひれ部推進方
式は、単に尾ひれ部を左右に揺動するだけであったた
め、尾ひれ部の長手方向に沿ってカルマン渦の発生が極
めて少ないことに、本発明者は気づいた。ある研究によ
れば、魚の遊泳は魚体のＳ字、逆Ｓ字運動により魚体の
長手方向に沿って多数のカルマン渦が発生していること
を報告している。すなわち、魚の尾ひれ部を注意深く観
察すると、魚の尾ひれ部はＳ字および逆Ｓ字形に魚体を
変化させ推進していることがわかる。従って、このよう
な動作をしない従来の推進方式は、十分な推進効率を発
揮し得ないものであった。

【０００５】本発明は、これらの従来の技術的課題に鑑
みてなされたもので、その第１の目的は魚の尾ひれ部と
同様の動きを実現できる揺動ひれ推進船を提供すること
にある。第２の目的は、尾ひれ部の推進を人力で駆動で
きる揺動ひれ推進船を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

【０００７】本発明の揺動尾ひれ推進船は、尾ひれ部を
左右に揺動して推進するように構成した揺動ひれ推進船
において、略魚体形状に形成された船体と、同船体の後
部に一端を固定され、左右に自由屈撓可能とした弾性板
と、同弾性板の後端部に固定した尾ひれと、入力側に前
記船体の底部に設けたフレームを介して固定された回転
駆動部、前記船体の底部に設けたフレームを介して回転
自在に支持されたクランクおよび前記回転駆動部の回転
動力を前記クランクに伝達する動力伝達機構からなる駆
動機構と、前記クランクの出力端にそれぞれ一端側を連
結され、船体の左右舷に張出した支持ガイド車を介して
前記弾性板の後部両側の所定の位置にそれぞれ他端側を
連結されて弾性板材を柔軟に屈撓させる２本のワイヤ
と、を備えて構成され、前記駆動源により前記クランク
を正逆どちらかまたは正逆交互の回転を付与することに
より、前記尾ひれ部に揺動運動を与え、船体を推進また
は舵を制御することを特徴とする。

【０００８】本発明において、駆動機構は、加減速機を
用いて複数段に変速可能であることが好ましく、また、
弾性板は２枚のスキーの板に見られる複合材料の板で構
成され、これらの複合材料の板間にフィンが挟持される
のが好ましい。更に、ワイヤのガイド車の少なくとも一
対、すなわち、弾性板の対向面に連結される各ワイヤが
それぞれ係合される各１つのガイド車は、船体の左右の
舷に張出した滑車支持翼に支持されることが好ましい。
この際、滑車支持翼に支持されるガイド車は、偏心カム
部とされてもよい。

【０００９】

【作用】本発明の構成において、入力側に前記船体の底
部に設けたフレームを介して固定された回転駆動部、前
記船体の底部に設けたフレームを介して回転自在に支持
されたクランクおよび前記回転駆動部の回転動力を前記
クランクに伝達する動力伝達機構からなる駆動機構を介
してクランクが駆動され、このクランクの両出力端に一
端側を連結された２本のワイヤは船体の左右舷に張出し
た支持ガイド車を介して前記弾性板の後部両側の所定の
位置にそれぞれ他端側を連結されて弾性板材を柔軟に屈
撓させ、前記２本のワイヤた各ワイヤが交互に逆方向に
移動される。これにより、尾ひれ部が揺動し、あたかも
魚が泳ぐように船体が推進される。この際、尾ひれ部は
弾性体を介して支持されているため、ワイヤに引かれた
弾性体が交互に逆方向にしなるよう屈撓され、周囲にカ
ルマン渦を形成しながら、効率よく推進することとな
る。一方、進行方向を変更する場合には、回転駆動源の
回転角度位置により尾ひれ部の曲がっている方向を確認
し、その状態で足の位置を固定すると、曲がった内側が
旋回中心側となるように旋回することになる。すなわ
ち、尾ひれ部が右側が内側となるように曲がった状態の
位置でペダルを止めれば、右側に旋回し、左側が内側の
状態で止めれば左側に旋回する。更に、尾ひれ部を右ま
たは左側に屈曲した状態で、ペダルを微小角度の正転、
逆転の揺動運動を行えば、曲がりながら推進することが
できる。また、ガイド車が船体から張出した滑車支持翼
に支持されているので、弾性板の曲モーメントを大きく
とることができる。

【００１０】なお、駆動機構が変速可能にされていれ
ば、推進開始時には出力側のクランクの回転を落として
トルクを大とし、推進スピードが上昇してきたら、クラ
ンクの回転数が上がるように加速方向に切り換えること
もできる。弾性板がプラスチック等の人工の複合材、ま
たは、竹その他の天然の複合材で構成されていれば、良
好な弾発力を発揮できる。また、ガイド車が船体から張
出した滑車支持翼に支持されていれば、弾性板のモーメ
ントが大きくとれ、より大きな推進力を得れ、しかも、
船体の復元力を大きくできて安定した推進を行える。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る揺動ひれ推進船の実施例
について説明する。図１〜図４には、本発明の第１実施
例に係る一人乗り用の揺動ひれ推進船１の全体構成が示
されている。推進船１は船体２を備え、この船体２の内
部構図は、図５〜図７に示されている。船体２は、平面
から見て木の葉状に形成されるとともに、その後部に尾
ひれ部３が連続して設けられ、全体として略魚体形状と
されている。船体２の中央は凹状断面に成形されてお
り、凹部の後部にはコックピット４を設け、操作者Ｐ
（図５参照）が前向きに着座することができる。

【００１２】船体２は、図５〜図７に示されるように、
アルミ角材製等の底部センターリブ５を備え、このセン
ターリブ５には複数のＵ字状の船側リブ６が所定間隔を
離して固定され、これらの船側リブ６の上端には左右の
舷側リブ７が固定されて船体２の大略の船形が高い剛性
で構成されている。船体２の各リブ５〜７の底部及び船
側の周囲、並びにコックピット４を除く上部（甲板）に
は、これらを覆うように、ガラス繊維、その他の繊維強
化プラスチック（ＦＲＰ）製のスキン８が設けられ、コ
ックピット４の上部には硬質プラスチックからなるフー
ド９が設けられ、波、風除けがされている。また、船体
２の底面には、バラストキール１０が設けられ、尾ひれ
部３の揺動運動による船体２の蛇行を防止するととも
に、風による横揺れを防止する。

【００１３】船体２の後部に設けられた尾ひれ部３は、
内部に弾性板１１を供え、この弾性板１１の基端１１Ａ
は、船体２の後部に設けられた支点リブ１２に起伏方向
回転可能に支持されている。支点リブ１２より後部にお
いて、底部センターリブ６と舷側リブ７との間には係止
リブ１３が設けられ、この係止リブ１３には弾性板１１
を、尾ひれ部３が水中にある下方位置と、水面から上に
上げられた上方位置との２位置で支持できる２つのピン
穴１３Ａが設けられている（図６参照）。弾性板１１
は、図８に示されるように、基端１１Ａが二股状の船体
取付部１４とされ、この取付部１４から後部先端１１Ｂ
に至るに従い薄肉とされ、しなやかな弾性を付与された
竹材からなる弾性変形部１５とされている。これらの弾
性変形部１５の先端には、ポリプロピレン、低発泡塩化
ビニル、ポリウレタンゴム等のプラスチック板からな
り、Ｖ字状で可撓性のフィン（尾ひれ）１６が挟持され
ている。弾性板１１及びフィン１６の周囲には、弾力の
ある塩化ビニール製の尾ひれシート１７が貼付され、こ
の尾ひれシート１７の前部はスキン８に一体に接続され
ている。この際、弾性板１１の後部及びフィン１６の部
分は、シート１７で覆うことなく、露出させてもよい。
また、シート１７内の弾性板１１の周囲には、図５中二
点鎖線１８で示すように、発泡ポリプロピレンテープを
多数巻回してシート１７の外形を整形してもよい。ま
た、弾性板１１を露出させる場合、弾性板１１より後の
尾ひれ部３を分離可能とすれば、搬送に便利にできる。

【００１４】船体２のコックピット４の前側において、
底部センターリブ５に駆動機構１９が固定されている。
この駆動機構１９は、自転車のペダル及び変速機構と類
似した構造とされている。すなわち、駆動機構１９は大
きく分けて、入力側である人力で駆動するペダル駆動部
２０、多段の中間変速スプロケット、チェン等からな
り、動力伝達機構としての加減速機２１、クランク駆動
出力部２２及びこれらを支持するフレーム２３等から構
成される。ペダル駆動部２０は、ペダル２４を支持する
クランク軸２５を備え、このクランク軸２５の中心にス
プロケット２６が固定され、クランク軸２５の両端は軸
受（図略）を介してフレーム２３に支持されている。加
減速機２１は、複数の小径のスプロケット、チェン等か
らなり、スプロケットが正逆回転可能に軸受を介してフ
レーム２３により支持され、切換スプロケット２７の作
用により変速比を切り換えられるようになっている。こ
の切換スプロケット２７は、操作者Ｐが把持する２つの
ハンドル２８の一方に設けられた切換レバー２９によ
り、切換操作がされる。

【００１５】クランク駆動出力部２２は、ペダル駆動部
２０と同様の構成のものであり、フレーム２３に支持さ
れたクランク３０を備えている。このクランク３０の中
心にはスプロケット３１が固定されるとともに、クラン
ク３０の左右の先端は、位相が１８０度異なる位置に形
成され、その出力端となる先端には、ワイヤ取付リング
３２がそれぞれ回転自在に支持されている。各ワイヤ取
付リング３２には、それぞれステンレス製等のワイヤ３
２Ａ，３２Ｂの一端が固定されている。各ワイヤ３３
Ａ，３３Ｂの他端側は、駆動機構１９のフレーム２３に
回転自在に支持された第１滑車３４、船体２の船首側に
回転自在に支持された第２滑車３５及び船体２の左右舷
に張出した滑車支持翼３６に回転自在に支持された第３
滑車３７すなわち各ガイド車を介して尾ひれ部３側に延
長され、その端部は弾性板１１のフィン固定部（付根
部）に固定されている。

【００１６】次に、本実施例の動作について説明する。
コックピット４に着座した操作者Ｐが人力により、足踏
みペダル２４を正転、逆転いずれか一方向に回転、また
は、正逆の往復回転すると、駆動機構１９の動力伝達機
構としての加減速機２１を介してクランク３０が回転駆
動される。これにより、クランク３０の先端のワイヤ取
付リング３２に固定された各ワイヤ３３Ａ，３３Ｂは１
８０度の位相差をもって交互に往復動することとなる。
このため、尾ひれ部３は、弾性板１１の弾発力及びフィ
ン（尾ひれ）１６の可撓性とも相俟ってＳ字形、逆Ｓ字
形に変形しながら揺動運動し、船体２を推進させる。ま
た、左右の滑車支持翼３６は、モーメントを創製するの
みでなく、やじろべえのように船体２の復元に対して効
果を有しており、安定した推進が可能とする。

【００１７】人力によるペダル２４の駆動にあたり、ペ
ダル２４の漕ぎ初めは足に加わる負荷が大きいため、切
換レバー２９を操作し、加減速機２１の変速比を小さな
増速比にするか、場合によっては、減速して軽く漕げる
ようにする。尾ひれ部推進船１の前進が始まり、足への
負荷が少なくなったら、切換レバー２９を順次切換え、
増速比を大として加速を行う。この際、トルクの選択
は、駆動機構１９の加減速機２１の加減速比を変えるこ
とにより、任意に設定できる。

【００１８】足踏みペダル２４の駆動を継続すると、推
進船１は直進するが、左右何れかに旋回したいときは、
予め分かるようにしてある足の位置と尾ひれ部３の屈撓
方向との関係から、適宜位置で足を止めることにより、
所望の旋回を行える。例えば、右足を伸ばし左足を曲げ
た状態において、クランク３０の左側端が船尾側に位置
し、右側端が船首側に位置するように設定しておけば、
左側のワイヤ３３Ａの駆動機構１９側における一端側は
船尾側に引き込まれ、一方右側のワイヤ３３Ｂの一端側
は船首側に操出される。従って、左側のワイヤ３３Ａは
尾ひれ部３を内側に引き、一方右側のワイヤ３３Ｂは緩
められるため、尾ひれ部３は左側を内側にして屈曲され
る。この状態で足を止めれば、尾ひれ部推進船１は、進
行してきた慣性力と、尾ひれ部３の左曲がりとにより、
左方に旋回することとなる。一方、右旋回の場合は、上
述とは全く逆に右足を曲げ、左足を伸ばせばよい。この
際、旋回方向と左右の足の曲げ、伸ばしの関係は逆でも
よく、要は足の位置と旋回する方向とを一定に設定して
おけばよい。更に、尾ひれ部３を曲げた状態でペダル２
４を微小角度正逆に往復駆動すれば、曲がった状態で推
進することができる。

【００１９】図９には、本発明の第２実施例の概略構成
が示されている。ここにおいて、前記第１実施例と同一
もしくは相当構成部分には同一符号を付し、説明を省略
もしくは簡略にする。本実施例は操作者Ｐを船の約中央
に搭乗するようにし、操作者Ｐの後部に、駆動機構１９
における加減速機を有せず単にチェン等から構成された
動力伝達機構２１Ａ及びクランク駆動出力部２２を設け
た例である。この際、クランク駆動出力部２２を操作者
Ｐの後部に設けるためには、操作者Ｐの下方あるいは側
方に、動力伝達機構２１Ａのスプロケットやチェン等を
配置する必要がある。従って、これらの部品を下方に配
置するときは、操作者Ｐの着座位置を上げるか、船底を
下方に突出させる必要がある。しかし、着座位置を上げ
ると重心位置が上がり、船の安定性を低下させるため、
船底を下げるか、操作者Ｐの側方を利用してペダル駆動
部２０の動力をクランク駆動出力部２２側に伝達するの
がよい。尚、本実施例においても、加減速機を設けても
よいが、操作者Ｐとの位置関係を工夫する必要がある。

【００２０】図１０には本発明の第３実施例の要部が示
されている。この第３実施例における符号も、第２実施
例と同様である。第３実施例は、左右２本のワイヤ３３
Ａ，３３Ｂの途中に偏心カム部３８を設け、尾ひれ部３
の屈撓動作の終了間近か（動作後期）において、急激に
駆動を行わせるようにしてフィン１６のスナップをきか
せ、推進力を増加させたものである。

【００２１】すなわち、図１０において、船体２に回転
自在に支持された左右のガイド車である第３滑車３２に
は、各ワイヤ３３Ａ，３３Ｂの端部が適宜量、例えば略
半周程巻き掛けられてその端部が固定される。各滑車３
２には偏心カム部３８が一体に固定され、これらの偏心
カム部３８には、各ワイヤ３３Ａ，３３Ｂの尾ひれ部側
延長部を構成するワイヤ１３３Ａ，１３３Ｂの一端が適
宜量、例えば略半周程巻き掛けられてその端部が固定さ
れ、各ワイヤ１３３Ａ，１３３Ｂの他端は弾性体１１の
弾性変形部１５とフィン１６との接続部に連結、固定さ
れている。偏心カム部３８は、弾性体１１が図に示す中
立位置にあるときに、その大径側（膨出側）が対称状態
で互いに内側になるようにされている。

【００２２】これにより、例えば、左側のワイヤ３３Ａ
が矢印Ｓ方向に引かれると、左方の第３滑車３２及び偏
心カム部３８が矢印Ｔ方向に回転され、左方の延長側ワ
イヤ１３３Ａが偏心カム部３８の周囲に巻き込まれるこ
ととなる。この際、ワイヤ１３３Ａの巻き込み量は偏心
カム部３８の偏心の作用により、順次増加し、動作の後
期には弾性板１１を大きく左に曲げるように動かしてフ
ィン１６にスナップ力を与え、推進力が増加される。一
方、右方のワイヤ３３Ｂは矢印Ｕ方向に緩められ、か
つ、右方延長側ワイヤ１３３Ｂは弾性板１１の左への屈
曲に伴い偏心カム部３８から巻き戻される方向に移動さ
れる。これに伴い、第３滑車３２が矢印Ｖ方向に回転し
てワイヤ３３Ｂが同方向に巻き込まれる。このとき、ワ
イヤ１３３Ｂは、順次偏心量の大きい部分が巻き戻さ
れ、その量は左方のワイヤ１３３Ａの巻き込み量と同期
するため、弾性板１１は円滑に屈撓することとなる。こ
のような第３実施例では、偏心カム部３８の作用によ
り、より推進力が増加するという効果を付加できる。

【００２３】この第３実施例において、第３滑車３２も
偏心支持されたものでもよく、このようにすれば、より
スナップをきかせる構成も可能である。また、図１０に
鎖線で示すように、両偏心カム部３８間を連結部材３９
で連結し、両カム部３８の連動を強制的に行ってもよ
い。

【００２４】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での改
良、変形等は、本発明に含まれるものである。例えば、
加減速機２１は、スプロケット、チェン等によるものに
限らず、タイミングプーリ、タイミングベルト等による
もの、歯車列によるもの等、他の機構でもよい。また、
尾ひれ部３の弾性板１１は竹を用いるものに限らず、ス
キー板のような複合板材、例えば、アルミニウム板とプ
ラスチック板との組合せ、ＧＦＲＰ、金属ばね板、その
他の材質を用いてもよい。更に、船体２及び尾ひれ部３
の周囲を覆うスキン８、シート１７はＦＲＰ製、塩化ビ
ニール製でなく、ゴム、防水キャンバス、木材、アルミ
板、その他の材質でもよい。但し、尾ひれ部側のシート
１７は、可撓性であることが必要である。更に、ワイヤ
３２Ａ，３２Ｂは強度上等の目的から２本以上を用いて
もよい。その他、船体２の骨組やハンドル２８等も、異
なる構成でもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、魚の尾ひれ部と船体と
を一体的に形成したので、操作者は魚になったつもりで
湖水等を自由に回遊することができ、水上での船遊びを
満喫することができる。また、本発明の船は、足漕ぎ船
であり、かつ、推進力と舵（旋回方向の選択）とを尾ひ
れ部で兼用しているため、操作性がよい。また、手の自
由度があるので、特に釣を行う場合等に好適である。更
に、足こぎ部のペダルの駆動力は、駆動機構およびガイ
ド車によって大幅に減速され、かつ、モーメントが少な
くなるため、操作者はそれほど大きな力でペダルを漕ぐ
こともなく、快適な駆動を行うことができ、しかも、船
速は操作者の足踏み回転数により自由に制御できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構成を示す斜視図で
ある。

【図２】第１実施例の側面図である。

【図３】第１実施例の正面図である。

【図４】第１実施例のフードを取り除いた平面図であ
る。

【図５】第１実施例の断面図である。

【図６】第１実施例の船体の骨組を示す側面図である。

【図７】第１実施例の船体の骨組を示す平面図である。

【図８】第１実施例に用いられる尾ひれ部の弾性板を示
す平面図である。

【図９】本発明の第２実施例の要部の概略構成を示す斜
視図である。

【図１０】本発明の第３実施例の要部の概略構成を示す
平面図である。

【符号の説明】

１ 尾ひれ部推進船 ２ 船体 ３ 尾ひれ部 １１ 弾性板 １５ 弾性変形部 １６ フィン（尾ひれ） １９ 駆動機構 ２０ ペダル駆動部 ２１ 動力伝達機構としての加減速機 ２１Ａ 動力伝達機構 ２２ クランク駆動出力部 ２４ ペダル ２９ 切換レバー ３０ 出力側のクランク ３３Ａ，３３Ｂ ワイヤ ３４ ガイド車としての第１滑車 ３５ ガイド車としての第２滑車 ３６ 滑車支持翼 ３７ ガイド車としての第３滑車 ３８ 偏心カム部 Ｐ 操作者

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 尾ひれ部を左右に揺動して推進するよう
   に構成した揺動ひれ推進船において、 略魚体形状に形成された船体と、 同船体の後部に一端を固定され、左右に自由屈撓可能と
   した弾性板と、 同弾性板の後端部に固定した尾ひれと、 入力側に前記船体の底部に設けたフレームを介して固定
   された回転駆動部、前記船体の底部に設けたフレームを
   介して回転自在に支持されたクランクおよび前記回転駆
   動部の回転動力を前記クランクに伝達する動力伝達機構
   からなる駆動機構と、 前記クランクの出力端にそれぞれ一端側を連結され、船
   体の左右舷に張出した支持ガイド車を介して前記弾性板
   の後部両側の所定の位置にそれぞれ他端側を連結されて
   弾性板材を柔軟に屈撓させる２本のワイヤと、 を備えて構成され、前記駆動源により前記クランクを正
   逆どちらかまたは正逆交互の回転を付与することによ
   り、前記尾ひれ部に揺動運動を与え、船体を推進または
   舵を制御することを特徴とする揺動ひれ推進船。