JP3062359U - 水ロケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全で、安定した飛行を行うことができ、か
つ、全体を略水平方向とした状態で着地可能なこと。 【解決手段】 ノーズコーン３、胴体部１、容器装着部
６、フィン７及び水を収容していないペットボトル１０
を装着した全体の重心が、本実施の形態の水ロケットの
ほぼ中心に設定しておく。打上げ直後の水ロケットの重
心がその下部にあり、水を噴射完了後の水ロケットの重
心がその中心にくることから、水ロケットの速度の低下
に伴なって水ロケットは水平方向に変化し、水ロケット
自体の質量が小さいから、その水平飛行に入った直後に
噴射による速度がなくなり、水平方向を維持したまま落
下する。このとき、ノーズコーン３は大きな外力が加わ
ったとき、空間Ａ側に容易に窪むことができ、弾性変形
が容易であり、発射直後に予期しない衝突が発生して
も、その影響力が緩和されるから安全性が高くなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、水ロケットに関するもので、特に、専用またはペット（ＰＥＴ）ボ トル等の圧力容器に水を１／３程度収容し、そこに圧縮空気を供給し、圧縮空気 の圧力で噴射する水流の勢いで飛行（飛翔）する水ロケットに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

この種の水ロケットとして公知の技術には、日刊工業新聞社発行『やってみよ う！水ロケット遊び』（財）日本宇宙少年団監修、『水ロケットを飛ばそう』的 川泰宣監修、（財）日本宇宙少年団編に掲載されている。

【０００３】 図１４は上記書籍に掲載された従来の１段のペットボトルを内蔵した水ロケッ トを示す全体説明図、図１５は上記書籍に掲載された従来の２段のペットボトル を内蔵した水ロケットを示す全体説明図である。

【０００４】 図１４及び図１５において、１個のペットボトルの周囲にＰＰフィルム１０１ を巻き、その状態で図示しない粘着テープで接合し、水ロケットの胴体部１００ を構成している。また、２個のペットボトルを切断し、所定長になるように、直 列に接続し、その周囲にＰＰフィルム１０１を巻き、その状態で図示しない粘着 テープで接合し、水ロケットの胴体部１００を構成している。即ち、図１４にお いては、１本のペットボトル１０２がロケットエンジンとして機能し、図１５に おいては、２本のペットボトル１０２ａ，１０２ｂがロケットエンジンとして機 能する。

【０００５】 水ロケットの胴体部１００のロケットエンジンとなるペットボトル１０２，１ ０２ａ，１０２ｂとなるペットボトルの底部（上部）側には、ＰＰフィルムまた は厚紙等によって巻回した円錐状のノーズコーン１０３を粘着テープで接合して いる。

【０００６】 また、水ロケットの胴体部１００のロケットエンジンとなるペットボトル１０ ２，１０２ａ，１０２ｂとなるペットボトルの注口側には、噴射ノズル１０４が 接合され、更に、噴射ノズル１０４には圧力供給弁１０５が接続され、噴射ノズ ル１０４と圧力供給弁１０５で接続バルブ１０６が構成されている。ロケットエ ンジンとなるペットボトル１０２，１０２ａ，１０２ｂに水を注ぎ込んだ後、空 気をエアポンプで供給すると共に、ペットボトル１０２，１０２ａ，１０２ｂの 注口に接合した噴射ノズル１０４から水の噴射を行わせるものである。

【０００７】 水ロケットの胴体部１００のノーズコーン１０３側の外周には、所定形状の４ 枚のフィン１０７が接着剤またはテープ等によって接合されている。

【０００８】 このように構成された水ロケットは、ロケットエンジンとなるペットボトル１ ０２，１０２ａ，１０２ｂの注口の噴射ノズル１０４から圧力供給弁１０５を外 し、ペットボトル内にその容積の１／３程度の水を供給し、その後、噴射ノズル １０４に圧力供給弁１０５を接続し、エアポンプによって空気圧をペットボトル 内に供給する。通常、空気圧は５〜９気圧程度供給される。

【０００９】 そこで、発射台（ランチャー）等に水ロケットをセットして、噴射ノズル１０ ４から圧力供給弁１０５を分離すると、噴射ノズル１０４から水が噴射し、水ロ ケットが飛行する。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

この種の従来の水ロケットは、使用する人が手作りで製作し、全長がペットボ トルの１．５倍から２．５倍、大きくても３倍程度の長さに形成されるものであ るから、初速度が速いものの、安定性が悪く、子供達の玩具としては必ずしも好 ましくはなかった。

【００１１】 そこで、飛行安定性を良くするために、円錐状のノーズコーン１０３を厚手の もので、重く、かつ、シャープなコーン状として空気抵抗を少なくしている。こ のため、水ロケットの飛行は、水ロケットの噴射時から噴射を終了した時点まで 、ノーズコーン１０３を先頭とした飛行になっている。したがって、水ロケット が噴射を完了した後であっても、速度が速いことから、水ロケットが人または物 体に衝突した場合の安全性を考慮する必要があった。特に、ＰＰフィルムまたは 厚紙等によって円錐状にノーズコーン１０３を形成すると、ノーズコーン１０３ の円錐状の中心軸方向に働く外力に強く、その破壊力を無視することができなか った。

【００１２】 そこで、本考案は、安全で、安定した飛行を行うことができ、かつ、機体全体 を略水平方向とした状態で着地可能な水ロケットの提供を課題とするものである 。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

請求項１にかかる水ロケットは、使用形態の体積をその重量で割って算出した 使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部と、前記胴体部よりも使用形態の比 重が大きく、かつ、緩衝性のある材料で、外周を略円錐状に形成し、前記胴体部 の一端に配設したノーズコーンと、加圧空気及び水を収容するペットボトルを装 着する空間を内側に形成した前記胴体部の他端に設けた容器装着部と、前記容器 装着部の外側に１枚以上のフィンを配設したフィン部とを具備し、前記ノーズコ ーン、胴体部、容器装着部の全長は、前記ペットボトルの長さの略３．５乃至７ 倍とし、かつ、前記ノーズコーン、胴体部、容器装着部、フィン及び水を収容し ていないペットボトルを装着した全体の重心が、前記全長の略１／３から２／３ の範囲内に設定し、しかも、前記胴体部に配設したノーズコーンの内側と前記胴 体部との間に空間を形成したものである。

【００１４】 ここで、前記胴体部は、胴体として独立したもの、他の部分と連続したものが あるが、本考案の概念は、胴体として独立したもの、他の部分と連続したものを 区別することなく、両者を含むもので、水ロケットの胴体として機能する部分を 意味し、しかも、使用形態の体積をその重量で割って算出した使用形態の比重の 小さい材料、即ち、合成樹脂材料、特殊コート紙、特殊繊維等からなるものであ る。

【００１５】 また、前記ノーズコーンは、胴体として独立したもの、胴体と連続したものが あるが、本考案の概念は、胴体として独立したもの、胴体と連続したものを区別 することなく、両者を含むもので、水ロケットの胴体の頭部に位置し、ノーズコ ーンとして機能する部分を意味する。しかも、胴体部よりも使用形態の比重が大 きく、かつ、緩衝性のある材料で略円錐状に形成し、または、胴体部の一端に空 間を形成して一体化したものである。

【００１６】 そして、前記容器装着部は、容器装着部として独立したもの、胴体と連続した ものとがあるが、本考案の概念は、容器装着部分として独立したもの、胴体と連 続したものを区別することなく、両者を含むもので、加圧空気及び水を収容する 圧力容器を装着する空間を内側に形成した胴体部の他端に位置するものである。

【００１７】 更に、前記フィンは、容器装着部の外側に１枚以上を直接接着剤、テープで取 付けてもよいし、一体に成型してもよいし、または他の部材を用いて取付けても よい。

【００１８】 更にまた、前記ノーズコーン、胴体部、容器装着部の全長とは、更に、そこか らフィン或いは圧力容器の一部が後方に突出するものもあるが、基本的に、水ロ ケットの本体ボデイを形成する前記ノーズコーン、胴体部、容器装着部の長さで ある。

【００１９】 請求項２にかかる水ロケットは、前記使用形態の体積をその重量で割って算出 した使用形態の比重の小さい材料を、合成樹脂材料としたことを特徴とする請求 項１に記載の水ロケット。

【００２０】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の水ロケットの具体的な実施の形態に基づいて説明する。

【００２１】 図１は本考案の第１の実施の形態にかかる水ロケットの全体の正面図、また、 図２は本考案の第１の実施の形態にかかる水ロケットの縦断面図、図３は本考案 の第１の実施の形態にかかる水ロケットの平面図、図４は本考案の第１の実施の 形態にかかる水ロケットの底面図である。図５は本考案の第１の実施の形態にか かる水ロケットの使用状態の全体の要部断面を有する正面図、図６は本考案の第 １の実施の形態にかかる水ロケットが発射台から発射する初期状態の斜視図、図 ７は本考案の第１の実施の形態にかかる水ロケットの飛行軌跡の説明図である。

【００２２】 図において、合成樹脂フィルムまたは空気漏れしない特殊コート紙、特殊繊維 等を接合してなる胴体部１は、圧縮空気によって所定の形状に形成するバルーン からなり、水ロケットとしての使用状態の形状で比較的比重を小さくなるように 、薄手で軽量な材料を選択している。胴体部１の端部には空気バルブ２が配設さ れており、この空気バルブ２は浮輪等で公知の構造を有するものである。なお、 本考案を実施する場合の空気バルブ２は、胴体部１の端部に限られるものではな く、胴体部１の何れの位置でもよい。図１の上部に相当する胴体部１の空気バル ブ２を設けた端部側には、周囲に段部を有する小径突出部１ａが形成されている 。胴体部１の小径突出部１ａ側の端部から全長の略１／１０乃至１／５程度の長 さＬ2 に直径Ｌ1 の大径部４が形成されている。また、胴体部１の小径突出部１ ａ側の反対側の端部は、その先端部から長さＬ3 の長さの小径の接続部５が形成 されている。胴体部１の小径突出部１ａ側の端部から長さＬ2 までの間において 、小径突出部１ａ側の段部から直径Ｌ1 の大径部４までは、滑かな曲面により径 を大きくしており、また、大径部４から胴体部１の接続部５側の端部から長さＬ 3 に到達するまでの距離は、その径を滑かな曲面により徐々に小さくしている。

【００２３】 胴体部１の小径突出部１ａは、発泡性の合成樹脂または合成ゴムからなるノー ズコーン３の開口に装着され、両者を接合により一体化するものである。

【００２４】 通常、ノーズコーン３は弾力性に富む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形成 され、所定の質量を得るものであり、かつ、緩衝性が得られる材料及び厚みで形 成されている。ノーズコーン３の開口の直径とその丸みを持った高さとの関係は 、１（直径）対１．５〜３（高さ）程度に設定される。ノーズコーン３の先端は 丸みを持たせ、大きな外力が加わったとき、容易に窪むことができ、弾性変形が 容易になっている。このノーズコーン３の先端の丸みは、大きな外力が加わった ときの弾性変形が容易になっていることから、水ロケットが衝突した場合の緩衝 材として機能し、その衝撃を緩和するとともに、水ロケットの速度エネルギをノ ーズコーン３の端部の弾性変形した面積に分布させることができる。

【００２５】 また、胴体部１の小径突出部１ａとノーズコーン３の内側とで空間Ａを形成し 、空間Ａ内に所定の重み材料、例えば、合成ゴム、合成樹脂、綿等の紐、繊維等 を詰め込むことにより、飛行の特性を実験することができる。また、パラシュー ト等を挿入しておくことにより、所定の高さでノーズコーン３を解放し、パラシ ュートを開かせることもできる。このとき、空気バルブ２は、パラシュートの取 付け部とすることができるから、胴体部１の小径突出部１ａに端部に設けると都 合がよい。

【００２６】 合成樹脂フィルムまたは空気漏れしない特殊コート紙、特殊繊維等等からなる 胴体部１の小径突出部１ａ側の端部から全長の略１／１０乃至１／５程度の長さ Ｌ2 に直径Ｌ1 の大径部４は、ノーズコーン３の外周から滑かな曲面により連続 してその径を変化させており、ノーズコーン３と胴体部１の僅かな接合による接 続点を除いては外周に不連続点は発生していない。また、胴体部１の大径部４か ら接続部５側についても、その外周を滑かな曲面により連続して径を変化させて いる。大径部４から胴体部１のノーズコーン３側と接続部５側とでは、大径部４ からノーズコーン３側の傾度が接続部５側よりも大きくなっている。即ち、大径 部４からノーズコーン３側が接続部５側よりも変化が大きい。

【００２７】 この小径突出部１ａ側の段部から直径Ｌ1 の大径部４までを滑かな曲面として 径を大きくし、大径部４から胴体部１の接続部５側の端部から長さＬ3 までを滑 かな曲面によって径を徐々に小さくしているのは、空気抵抗を小さくし、空気の 流れをその周面に均一に流すことにより、カルマン渦を殆ど発生しないようにし 、飛行時の安定性を良くするものである。

【００２８】 そして、胴体部１の接続部５の長さＬ3 は、略同一直径で形成されており、胴 体部１の接続部５には、加圧空気及び水を収容する２個のペットボトル１０ａ， １０ｂを装着する空間を内側に形成した容器装着部６に挿着されている。容器装 着部６は合成樹脂の押出成形品または両端を切断したブロー成型品として同一径 に形成されており、２個のペットボトル１０ａ，１０ｂが直列接続された状態で 収納できる長さに、接続部５の長さＬ3 を加算した長さとなっている。容器装着 部６の内径は、ペットボトル１０ａ，１０ｂの外周に略等しくなっている。この ため、容器装着部６の内径とペットボトル１０ａ，１０ｂの外周が密に接合し、 挿入のみによって周囲がペットボトル１０ａ，１０ｂと面接触し、容易に離脱し ないように挿着状態を維持することができる。

【００２９】 胴体部１の接続部５の長さＬ3 は容器装着部６を挿入することにより、胴体部 １の弾性力によって、接着剤を使用することなく、両者間の接触抵抗で挿着状態 が維持できるようになっている。しかし、接着剤を使用し、分離不可能に一体化 することもできる。また、既に形成された容器装着部６の端部に、８０〜９０％ の圧力を供給した状態で、胴体部１の接続部５を挿入し、更に、位置決めしなが ら胴体部１の空気圧を１００％とすることにより、胴体部１の空気圧にのみよっ て両者を一体化することができる。

【００３０】 容器装着部６の胴体部１の反対側には、容器装着部６の外周に合成樹脂板から なる４枚のフィン７が配設されている。４枚のフィン７は、本実施の形態の場合 、接着剤または接着テープによって接合されている。また、フィン７の枚数は必 ずしも４枚に限定されるものではなく、１枚以上であればよく、通常、その１枚 の面積は、５０〜４００ｃｍ² 程度に形成される。

【００３１】 なお、本実施の形態のフィン部は、実質的に接合されたフィン７を意味する。 しかし、本考案を実施する場合には、射出成形によって容器装着部６の外周に ４枚のフィン７を一体に成形してもよいし、または、ブロー成型によって一体に 成形してもよい。特に、射出成形で形成する場合には、容器装着部６の外周に接 合する取付筒（リング）を形成し、その取付筒に、例えば、１枚、２枚、３枚、 ４枚のフィン７を一体成形し、それを容器装着部６の外周に嵌込み一体化しても よい。特に、容器装着部６の外周に接合するリングに複数枚のフィン７を一体成 形し、それを容器装着部６と一体化するものでは、ノーズコーン３、胴体部１、 容器装着部６が同一で、取付筒に配設したフィン７の枚数及び形を任意に変更す ることにより、飛行特性等の実験が可能である。

【００３２】 本実施の形態のノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６の全長は、ペットボ トル１０ａ，１０ｂの１本の長さの略３．５乃至７倍としている。これは本考案 者等の実験によれば、ペットボトル１０ａ，１０ｂの１本装着の場合でペットボ トル１０ａ，１０ｂの１本の長さの略３．５乃至５倍、ペットボトル１０ａ，１ ０ｂの２本装着の場合でもペットボトル１０ａ，１０ｂの１本の長さの略３．５ 乃至７倍が安定した飛行状態を維持でき、かつ、その推進能力に応じた速度、加 速度が得られることが明らかになった。

【００３３】 特に、この実験は、主に、胴体部１のノーズコーン３側に外周を滑かとした大 径部４を形成した胴体部１を具備する水ロケットで行ったが、胴体部１を略均一 径とし、その外周を滑かな曲面により形成した水ロケットについても、飛行の安 定性が得られていることが確認された。特に、この実験は、胴体部１のノーズコ ーン３側に外周を滑かとした大径部４を形成した胴体部１を具備する水ロケット で行った場合には、ノーズコーン３側に外周を滑かとした大径部４付近の空気流 によって、上空の風の方向及び速度の正確な確認ができないが、風による影響が 少ないことが確認された。

【００３４】 更に、本実施の形態の水ロケットは、ノーズコーン３、胴体部１、容器装着部 ６、フィン７及び水を収容していないペットボトル１０ａ，１０ｂを装着した全 体の重心が、全長の略１／３から２／３の範囲内に設定している。

【００３５】 即ち、ノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６、フィン７及び水を収容して いないペットボトル１０ａ，１０ｂを装着した全体の重心が、本実施の形態の水 ロケットの中心にあるとき、打上げ直後の水ロケットの重心がその下部にあり、 水ロケットの全体長の向きによってその発射方向が決定される。打上げ後に水の 噴射を完了すると水ロケットの重心が、そのほぼ中心の全長の略１／３から２／ ３の範囲内に移動することから、水ロケットの速度の低下に伴なって水ロケット は水平方向に向きを変化させ、かつ、水ロケット自体の質量が小さいことから、 その水平飛行に入った直後に噴射による速度エネルギがなくなり、水ロケットは 水平方向を維持したまま重力により落下する。このとき、使用形態の体積をその 重量で割って算出した使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部１と、加圧空 気及び水を収容するペットボトル１０ａ，１０ｂを装着する空間を内側に形成し た胴体部１の他端の容器装着部６は、使用形態の比重が小さいから、水ロケット の水平方向の全投影面積が空気抵抗となり、落下速度は急激に低速となる。

【００３６】 本実施の形態の噴射完了後の水ロケットの重心は、その長さ方向の中心にある ことが原理的に理想の位置であるが、考案者等の実験によれば、全長の略１／３ から２／３の範囲内に重心を設定しておけば、水ロケットは多少のゆらぎを持つ ものの水平方向をほぼ維持したまま落下することが確認された。特に、水ロケッ ト自体の使用状態下の質量が小さいから、上空における空気抵抗の影響を受け、 全長の略１／３から２／３の範囲内に重心を設定すれば、水ロケットは水平方向 をほぼ維持したまま軟着陸させることができる。

【００３７】 本実施の形態の水ロケットは、次のように、組立てることができる。

【００３８】 まず、胴体部１と容器装着部６とが一体に接合されていない場合について説明 する。

【００３９】 胴体部１の空気バルブ２から空気を供給して所定の空気圧（最適空気圧より８ ０〜９０％の空気圧）とし、その状態で胴体部１の接続部５の長さＬ3 を、容器 装着部６の内側に挿入する。そして、更に、胴体部１の接続部５の長さＬ3 を確 認しながら、かつ、胴体部１の接続部５の外表面に皺がでないようにして装着す る。

【００４０】 次に、２本のペットボトル１０ａ，１０ｂを公知のコネクタ１１で水及び空気 漏れがなく、機械的強度を持たせて機械的に連結する。連結した２本のペットボ トル１０ａ，１０ｂを容器装着部６の内部空間に所定の位置まで挿入する。この とき、容器装着部６に対するペットボトル１０ａ，１０ｂの挿入完了位置は、予 め、マーキングまたは凹凸等で指示しておく。したがって、容器装着部６に対し てペットボトル１０ａ，１０ｂの挿入が完了した時点で、容器装着部６の内面に 対するペットボトル１０ａ，１０ｂの外周面が面接触し、容易に離脱できなくな り装着が完了する。

【００４１】 容器装着部６に挿着したペットボトル１０ａ，１０ｂの装着された反対側の内 側に、胴体部１の空気バルブ２から空気圧を供給して最適空気圧とする。これに よって、胴体部１の接続部５の長さＬ3 が容器装着部６に装着された状態を胴体 部１の空気圧と、両者間の接触抵抗によって維持される。

【００４２】 その後、胴体部１の空気バルブ２を有する小径突出部１ａには、発泡性の合成 ゴムからなるノーズコーン３の開口が被せられる。ノーズコーン３は弾力性に富 む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形成されているから、ノーズコーン３の開 口を小径突出部１ａにあてがって回動すれば、ノーズコーン３を胴体部１の小径 突出部１ａに取付け、両者を一体化することができる。

【００４３】 更に、従来の水ロケットと同様に、容器装着部６に対して装着したペットボト ル１０ｂに噴射ノズル８を螺合し、ペットボトル１０ａ，１０ｂの容積の１／３ 程度の水を供給し、そして、噴射ノズル８に圧力供給弁５５を接続し、それを後 述する発射台３０に設置し、図示しないエアポンプによってペットボトル１０ａ ，１０ｂに空気圧を５〜９気圧程度となるように供給し、所定の圧力下で圧力供 給弁５５を切離し、水ロケットを発射させる。

【００４４】 次に、胴体部１と容器装着部６とが接合されて一体化されている場合について 説明する。

【００４５】 胴体部１と容器装着部６は、製造の際に一体に接合する場合、または、前述の 初回の組立ての際に、胴体部１の空気バルブ２から空気を供給して所定の空気圧 （最適空気圧より８０〜９０％の空気圧）とし、その状態で胴体部１の接続部５ の周囲に接着剤を塗布し、容器装着部６に挿入し、そして、胴体部１の空気バル ブ２から空気圧を供給して最適空気圧とし、しばらくその状態で放置し、両者を 接着または粘着させ、一体化する場合がある。なお、この場合には、胴体部１の 接続部５の周囲と容器装着部６とは、接続部５の全面で接着されるよりも、両者 間に後述するリーク部分を残しておくのが望ましい。

【００４６】 まず、胴体部１の空気バルブ２から空気を供給して所定の空気圧（最適空気圧 より８０〜９０％の空気圧）とする。

【００４７】 ２本のペットボトル１０ａ，１０ｂを公知のコネクタ１１で水及び空気漏れが なく、機械的強度を持たせて機械的に連結する。連結した２本のペットボトル１ ０ａ，１０ｂを容器装着部６の内部に挿入する。このとき、容器装着部６の内面 及び胴体部１の接続部５の端面と挿入されるペットボトル１０ａの底面とで形成 される空間は、両者間で形成される空間（体積）が順次縮小されることにより、 内部圧力が上昇することになる。したがって、胴体部１の接続部５の周囲と容器 装着部６とが全面で接着されないで、リーク部分が残してあれば、そこから圧縮 空気が抜けることになる。また、それがない場合には、容器装着部６の内面とペ ットボトル１０ａの周面の間から、徐々に圧縮空気が排出されることになる。

【００４８】 例えば、胴体部１の接続部５の周囲と容器装着部６とが全面で接着されている と、容器装着部６に対してペットボトル１０ａ，１０ｂの挿入が困難になる場合 がある。そこで、容器装着部６の内面と挿入されるペットボトル１０ａ，１０ｂ の外周面との間に、両者間で形成される空間が縮小されても圧力が上昇しないよ うに空気抜き用の管材または木綿紐等を予めセットしておき、当該空間の空気を 逃してやると、挿入が容易になる。容器装着部６の内面に対してペットボトル１ ０ａ，１０ｂの挿入が完了した時点で、空気抜き用の管材または木綿紐等を引抜 くことにより装着が完了する。

【００４９】 その後、胴体部１の空気バルブ２を有する小径突出部１ａには、発泡性の合成 ゴムからなるノーズコーン３の開口が被せられる。ノーズコーン３は弾力性に富 む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形成されているから、ノーズコーン３の開 口を小径突出部１ａにあてがって回動または押圧すれば、ノーズコーン３を胴体 部１の小径突出部１ａに取付け、両者を一体化することができる。

【００５０】 容器装着部６に対してペットボトル１０ａ，１０ｂの装着が完了すると、ペッ トボトル１０ｂに噴射ノズル８を螺合する。更に、それを後述する発射台３０に 設置し、従来の水ロケットと同様に、容器装着部６に対して装着したペットボト ル１０ｂに噴射ノズル８を螺合し、ペットボトル１０ａ及びペットボトル１０ｂ の容積の１／３程度の水を供給し、そして、噴射ノズル８に圧力供給弁９を接続 し、それを後述する発射台３０に設置し、図示しないエアポンプによってペット ボトル１０ａ及びペットボトル１０ｂに空気圧を５〜９気圧程度となるように供 給し、所定の圧力下で圧力供給弁９を切離し、水ロケットを発射させる。

【００５１】 ここで、本実施の形態の水ロケットに使用した発射台３０について説明する。 まず、本実施の形態の水ロケットは、胴体部１及び容器装着部６に長さ５０ｍ ｍ程度の筒体１２を２箇所配設している。筒体１２は取付帯１１に一体に取付け られており、その取付帯１１は胴体部１と容器装着部６に取付けられる。なお、 胴体部１及び容器装着部６に取付ける筒体１２は、後述する金属棒からなるガイ ドレール３２に沿って初期位置設定され、そこから特定の方向に発射できるよう に、２箇所以上でガイドレール３２に沿った位置決めが行われればよい。

【００５２】 なお、筒体１２と取付帯１１は、本実施の形態の水ロケットの発射角度を設定 する発射ガイド１３を構成する。本考案を実施する場合の発射ガイド１３は、水 ロケットの発射角度を特定できる構造であればよい。特に、本実施の形態の水ロ ケットの胴体部１及び容器装着部６の外周に発射ガイド１３を有するので、それ を用いることにより、経験者でなくても、発射台３０を使用して発射条件を良好 な状態に設定できる。また、構造が簡単でありながら、その安定性が高い効果が ある。

【００５３】 本実施の形態の水ロケットの発射台３０は、従来のように、所定の加重を有し ている台部３１と、台部３１に対して所定の角度にガイドレール３２の角度を設 定する雲台部３３を有している。ガイドレール３２は複数の筒体１２に挿通され 、水ロケットの発射角度を維持するものである。また、雲台部３３は、ガイドレ ール３２の角度を垂直から水平まで、垂直から水平までを仰角９０度回動自在と し、かつ、その位置でボルト３４のレバーによってロック及びロック解除自在と するものである。

【００５４】 したがって、水ロケットの発射台３０を設置し、ガイドレール３２を雲台部３ ３によって所定の発射角度位置に設定できる。そこに、水ロケットの胴体部１及 び容器装着部６に配設した２個の筒体１２を通し、発射準備状態とする。ここで 、従来の水ロケットと同様に、容器装着部６に対して装着したペットボトル１０ ｂに噴射ノズル８を螺合し、ペットボトル１０ａ，１０ｂの容積の１／３程度の 水を供給し、そして、噴射ノズル８に圧力供給弁９を接続し、それを後述する発 射台３０に設置し、図示しないエアポンプによってペットボトル１０ａ，１０ｂ に空気圧を５〜９気圧程度となるように供給し、所定の圧力下で圧力供給弁９を 切離し、水ロケットを発射させる。

【００５５】 本実施の形態の水ロケットは、所定の圧力下で圧力供給弁９を切離したとき、 次のような飛行軌跡を描くことになる。

【００５６】 図７は発射台３０のガイドレール３２を仰角７５度に設置し、本実施の形態の 水ロケットを発射させた場合の軌跡である。

【００５７】 水ロケットを発射台から発射させる（Ｈ1 ）と、水ロケットは発射直後から加 速度を増し（Ｈ2 ）、ガイドレール３２の設定角度の仰角７５度を維持して、最 上点に到達する概略８０〜９０％の高さまで略リニヤに飛行する。このとき、水 ロケットの長さを１個のペットボトル１０ａまたはペットボトル１０ｂの長さの 略３．５乃至７倍としているから、重心がペットボトル１０ａまたはペットボト ル１０ｂの長さの範囲にあり、かつ、ノーズコーン３及び胴体部１及び容器装着 部６の形態により、流体抵抗の影響を強く受けることなく、飛行の安定性が維持 され推進力によりリニアな飛行が可能となり、安定した飛行状態が維持できる。

【００５８】 最上点に到達する直前からノーズコーン３の重みによる影響から、重力の影響 が大きくなり、飛行角度が徐々に水平に近くなり、略水平になったとき（Ｈ3 ） 、その飛行速度は略ゼロとなる。即ち、水ロケットのペットボトル１０ａ，１０ ｂから水を噴射終了した時点では、水ロケットの全質量ｍとその速度ｖとの積ｍ ・ｖのｍが小さくなり、仕事量は急激に低下し、最上点に到達したとき水平とな る。その後、水ロケットは重力によって自由落下（Ｈ3 〜Ｈ7 ）するが、水ロケ ットの質量ｍが小さく、かつ、水平面に対する投影面積が大きいから、空気抵抗 の影響を受けて徐々に落下する。特に、水ロケット全体の重心が全長の略１／３ 乃至２／３の範囲内に設定したものであるから、水ロケットは機首を略水平にし て降下することができる。水ロケットは地面に衝突することなく着地させること ができる。

【００５９】 このように、本実施の形態の水ロケットは、使用形態の体積をその重量で割っ て算出した使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部１と、胴体部１よりも使 用形態の比重が大きく、かつ、緩衝性のある材料で略円錐状に形成した胴体部１ の一端のノーズコーン３と、加圧空気及び水を収容するペットボトル１０ａ，１ ０ｂを装着する空間を内側に形成した胴体部１の他端の容器装着部６と、容器装 着部６の外側に４枚配設したフィン７とを具備し、ノーズコーン３、胴体部１、 容器装着部６の全長は、ペットボトル１０ａ，１０ｂの長さの略３．５乃至７倍 とし、かつ、ノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６、フィン７及び水を収容 していないペットボトル１０ａ，１０ｂを装着した全体の重心が、全長の略１／ ３乃至２／３の範囲内に設定し、しかも、胴体部１に配設したノーズコーン３の 内側と胴体部１との間に空間Ａを形成したものである。

【００６０】 したがって、発射直後は、全体の重心がペットボトル１０ａ，１０ｂにあり、 その上部のノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６の方向性によって流体抵抗 の最小な状態が確保され、安定した発射及び飛行を行い、その後、ペットボトル １０ａ，１０ｂからの噴出力がなくなると、重心位置が上昇し、かつ、重力の影 響及び全体の質量が小さいことから、機首を下げて急激に減速し、ノーズコーン ３、胴体部１、容器装着部６の全長が略水平方向を向いた状態で全長方向の推進 力がなくなり、水ロケットはノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６の全長が 略水平方向を向いた状態で重力落下に入る。このとき、全体の質量が小さく、そ の空気抵抗を受ける面積が広いことから、空気抵抗の影響を大きく受け、落下速 度が遅くなる。故に、安定した飛行を行うことができ、かつ、全体を略水平方向 とした状態で着地可能となる。

【００６１】 特に、本実施の形態の水ロケットの胴体部１は、使用形態の体積、即ち、空気 圧を供給して使用できる状態に膨脹させたときの体積をその重量で割って算出し た使用形態の比重の小さい材料から形成すれば、軽量となり、打上げの負荷が小 さくなる。また、ノーズコーン３は、発射時及び落下時の水ロケットの全体のバ ランスを得るものであるから、胴体部１よりも使用形態の比重が大きく、かつ、 緩衝性のある材料で略円錐状に形成して胴体部１の一端に設けるものであればよ い。そして、容器装着部６は、胴体部１のノーズコーン３を取付ける反対側に設 けたものであり、加圧空気及び水を収容するペットボトル１０ａ，１０ｂを装着 する空間を内側に形成した胴体部１のノーズコーン３を取付ける反対側に設けた ものである。更に、フィン７は、容器装着部６の外側に１枚以上配設するもので あり、容器装着部６の外側に直接接着等により、または筒状の部材を介して間接 的に取付けるものである。

【００６２】 また、ノーズコーン３、胴体部１、容器装着部４の全長は、１個のペットボト ル１０ａ，１０ｂの長さの略３．５乃至７倍とすることにより、飛行の安定性を 得、かつ、ノーズコーン３、胴体部１、容器装着部４、フィン７及び水を収容し ていないペットボトル１０ａ，１０ｂを装着した全体の重心が、全長の略１／３ から２／３の範囲内に設定したものであるから、常に、図７に示すように、水ロ ケットは発射直後から加速度を増し、ガイドレール３２の設定角度を維持して、 最上点に到達する概略８０〜９０％の高さまでリニヤに飛行し、最上点に到達す る直前でノーズコーン３のバランスから、重力の影響により、飛行角度が徐々に 水平に近くなり、略水平になったとき、その飛行速度は略ゼロとなる。そして、 水ロケットのペットボトル１０ａ，１０ｂから水を噴射終了した時点では、仕事 量は急激に低下し、かつ、最上点に到達したとき水平向きとなる。その後、水ロ ケットは重力によって自由落下するが、水ロケットの質量ｍが小さく、かつ、水 平面に対する投影面積が大きいから、空気抵抗の影響を受けて徐々に落下する。 特に、水ロケット全体の重心が、全長の略１／３から２／３の範囲内に設定した ものであるから、水ロケットは機首を略水平にして降下することができる。水ロ ケットは地面に衝突することなく着地させ回収することができる。

【００６３】 したがって、発射直後は、全体の重心がペットボトル１０ａ，１０ｂにあり、 その上部のノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６の方向性によって流体抵抗 の最小な状態が確保され、安定した発射及び飛行を行い、その後、ペットボトル １０ａ，１０ｂからの噴出力がなくなると、重心位置が上昇し、かつ、重力の影 響及び全体の質量が小さいことから、機首を下げて急激に減速し、ノーズコーン ３、胴体部１、容器装着部６の全長が略水平方向を向いた状態で全長方向の推進 力がなくなり、水ロケットはノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６の全長が 略水平方向を向いた状態で重力落下に入る。このとき、全体の質量が小さく、そ の空気抵抗を受ける面積が広いことから、空気抵抗の影響を大きく受け、落下速 度が遅くなる。故に、安定した飛行を行うことができ、かつ、全体を略水平方向 とした状態で着地可能となる。

【００６４】 更に、発泡性の合成樹脂または合成ゴムからなるノーズコーン３は、弾力性に 富む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形成され、所定の質量を得るものであり 、かつ、緩衝性が得られる材料及び厚みで形成されており、かつ、ノーズコーン ３の先端は丸みを持たせたものであるから、喩え発射初期の噴射時に衝突し、大 きな外力が加わったときでも、空間Ａ側に容易に窪むことができ、弾性変形する ことができる。このノーズコーン３の先端の丸みは、大きな外力が加わったとき の弾性変形が容易になっていることから、衝突した場合の緩衝材として機能し、 その衝撃を緩和するとともに、水ロケットの速度エネルギをノーズコーン３の端 部の弾性変形した面積に分布させることができる。故に、発射直後に予期しない 衝突が発生しても、その影響力が緩和されるから安全性が高くなる。

【００６５】 本実施の形態においては、胴体部１と容器装着部６は、別体として形成し、両 者を一体化するものであるから、胴体部１と容器装着部６の材料を任意に選択で き、しかも、胴体部１と容器装着部６の接続、即ち、胴体部１の接続部５の長さ Ｌ3 の変化によってペットボトルの数の変更及び全体長の変化による飛行特性を 実験することができる。特に、容器装着部６はペットボトル１０ａ，１０ｂを堅 固に保持する必要性があるから、比較的形状を維持し易い材料を選択できる。な お、分離及び組付け自在としたものにあっては、搬送時に分離することにより、 小形化が容易である。また、胴体部１の接続部５の距離の変化によってペットボ トル１０ａ，１０ｂの数の変更及び全体長の変化による飛行特性を実験すること ができる。

【００６６】 本実施の形態においては、水ロケットの容器装着部６に装着するペットボトル １０ａ，１０ｂは２個としたものであるが、水ロケットの容器装着部６に装着す るペットボトル１０ａ，１０ｂを１個とすることもできる。特に、１個または２ 個としたものでは、水ロケットの重量と噴射能力との関係で、慣れない人にとっ ても、飛行条件を良好な状態に設定できる。

【００６７】 本実施の形態においては、水ロケットの胴体部１及び容器装着部６の外周に発 射ガイド１３を具備するものである。したがって、水ロケットの胴体部１及び容 器装着部６の外周に発射ガイド１３を有するので、それを用いることにより、経 験者でなくても、簡単な発射台を使用して発射条件を良好な状態に設定できる。 ところで、上記実施の形態の胴体部１には、そのノーズコーン３側に外周を滑 かとした大径部４を形成したものであるが、本考案を実施する場合には、第１の 実施の形態のノーズコーン３、側胴体部１、容器装着部６を一体に形成すること ができる。

【００６８】 図８は本考案の第２の実施の形態にかかる水ロケットの使用状態の全体の要部 断面を有する正面図である。なお、本考案の実施の形態で説明するのは、第１の 実施の形態との比較において相違する構造のみである。また、図中、第１の実施 の形態と同一符号及び記号は第１の実施の形態の構成部分と同一または相当する 構成部分を示すものであるので、その説明を省略する。

【００６９】 図８において、第１の実施の形態の胴体部１、容器装着部６、ノーズコーン３ の機能部をまとめてなる本体部２０は、第１の実施の形態の胴体部１に相当する 位置領域、即ち、胴体部２２と、容器装着部に相当する位置領域に相当する容器 装着部２３を同一径で一体成形し、ノーズコーン２１をその先端を丸めた所定の 円錐状として、ブロー成型によって一体に形成したものである。

【００７０】 このノーズコーン２１には、ノーズコーン２１を下にし、本体部２０の開口を 上にした状態で、その内側に弾性に富む材料の液体または固形化した発泡性の合 成樹脂または合成ゴムを挿入し、先端内側に接合して一体化したノーズマス２４ を有している。

【００７１】 即ち、本実施の形態のノーズコーン２１は、胴体部を含む本体部２０同一材料 で形成しているから、その材料よりも使用形態の比重が大きく、かつ、緩衝性を 持たせるため略円錐状に形成した胴体部の一端に設けたノーズ部分にノーズマス ２４を設けることにより、本体部２０の胴体部よりも使用形態の比重が大きく、 かつ、緩衝性のある材料で外周を略円錐状に形成し、胴体部の一端に設けている 。

【００７２】 また、本考案を実施する場合には、射出成形によって容器装着部２３の外周に 挿着する取付筒７１及びその周囲に形成した４枚のフィン７２を一体に射出成型 し、または、押出成型したものを所定の形状に端部成型してもよい。取付筒７１ 及びその周囲に形成した１枚以上のフィン７２によって本実施の形態のフィン部 ７０を構成している。故に、容器装着部２３の外側に１枚以上フィン７２が取付 筒７１を介して配設されていることになる。特に、射出成形で形成する場合には 、本体部２０の外周に接合する筒状の取付筒７１を形成し、その取付筒７１に、 例えば、１枚、２枚、３枚、４枚のフィン７２を一体成形し、それを本体部２０ のノーズコーン２１側から嵌込み一体化したものである。本体部２０の外周に接 合する取付筒７１に複数枚のフィン７２を一体成形し、それを本体部２０と一体 化するものでは、ノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６が同一で、取付筒７ １に配設したフィン７２の枚数及び形を任意に変更することにより、飛行特性等 の実験が可能である。

【００７３】 したがって、本実施の形態の本体部２０は、第１の実施の形態の胴体部１に相 当する使用形態の体積をその重量で割って算出した使用形態の比重の小さい材料 からなる胴体部２２、第１の実施の形態の容器装着部６に相当する加圧空気及び 水を収容するペットボトル１０ａ，１０ｂを装着する空間を内側に形成した胴体 部２２の他端に形成した容器装着部２３、胴体部２２よりも使用形態の比重が大 きく、かつ、緩衝性のある材料で略円錐状に形成した胴体部２２の一端に形成し たノーズコーン２１を有している。

【００７４】 本実施の形態のノーズマス２４によって、本体部２０、フィン部７０及び水を 収容していないペットボトル１０ａ，１０ｂを装着した全体の重心が、全長の略 １／３から２／３の範囲内になるようにその重量が決定されている。

【００７５】 本体部５０には、ペットボトル１０ａ，１０ｂを挿入したとき、所定の位置よ りもノーズコーン２１側に移動しないように、ストッパー部２５が設けられてい る。ストッパー部２５は全周が所定の間隔をおいて内側に凸の断面形状となって おり、ペットボトル１０ａ，１０ｂを挿入したとき、ストッパー部２５の抵抗に より、その位置からノーズコーン２１側にはペットボトル１０ａの底面が挿入で きないようにしている。しかし、所定の間隔をおいて内側に凸の断面形状となっ ているから、ペットボトル１０ａ，１０ｂを挿入の際の圧縮空気をそこから排出 することができる。

【００７６】 考案者等は第１の実施の形態の胴体部１のノーズコーン３に外周を滑かな曲面 とした大径部４を形成した胴体部１を有する水ロケットと、第２の実施の形態の 本体部２０を略均一径とした水ロケットによって比較実験したが、第２の実施の 形態によれば、第１の実施の形態よりも飛行時に上空の風の影響を受け易いが、 ほぼ同様の飛行特性が得られた。

【００７７】 また、ノーズコーン２１は、所定の質量を得るものであり、かつ、緩衝性が得 られる材料及び厚みで形成されており、かつ、ノーズコーン２１の先端は丸みを 持たせたものであるから、大きな外力が加わったとき、空間Ｂ側に容易に窪むこ とができ、弾性変形が容易になっている。このノーズコーン２１の先端の丸みは 、大きな外力が加わったときの弾性変形が容易になっていることから、衝突した 場合の緩衝材として機能し、その衝撃を緩和するとともに、水ロケットの速度エ ネルギをノーズコーン２１の端部の弾性変形した面積に分布させることができる 。故に、発射直後に衝突が発生しても、その影響力が緩和されるから安全性が高 くなる。

【００７８】 そして、この実施の形態の水ロケットは、ノーズコーン２１、胴体部２２、容 器装着部２３をブロー成型で本体部２０として一体成型するものであるから、見 栄えが良く、軽量化できる。また、バルーンと違い損傷による空気漏れに気を付 ける必要性がない。

【００７９】 上記第１の実施の形態では、胴体部１をバルーンで形成し、第２の実施の形態 ではブロー成型で形成したが、発泡性の合成樹脂で形成することもできる。

【００８０】 図９は本考案の第３の実施の形態にかかる水ロケットの使用状態の全体の要部 断面を有する正面図である。なお、本考案の実施の形態で説明するのは、前記各 実施の形態との比較において相違する構造のみである。また、図中、前記実施の 形態と同一符号及び記号は前記実施の形態の構成部分と同一または相当する構成 部分を示すものであるので、その説明を省略する。

【００８１】 図９において、本実施の形態の胴体部４２は、所定の金型に発泡性合成樹脂を 流し込み、成形したものである。特に、好ましくは、外表面に発泡密度を高くし たスキン層を形成するようにすると、見栄え及び肌触りが良くなり、機械的強度 も強くなる。胴体部４２の端部側には、発泡性の合成ゴムからなるノーズコーン ４１の開口に配設した充填阻止板４３まで充填され、発泡成型により一体化され ている。本実施の形態のノーズコーン４１は、胴体部４２を成型する充填された 発泡性合成樹脂の端部に配置された充填阻止板４３との間に空間Ｃが形成されて いる。

【００８２】 即ち、ノーズコーン４１の開口に充填阻止板４３を挿着した状態で、胴体部４ ２を成型する前に、発泡性の合成ゴムからなるノーズコーン４１を金型にセット しておき、両者を発泡により一体化するものである。通常、ノーズコーン４１は 弾力性に富む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形成され、所定の質量を得るも のであり、かつ、緩衝性が得られる材料及び厚みで形成されている。ノーズコー ン４１の開口の直径とその丸みを有する高さとの関係は１（直径）対１．５〜３ （高さ）程度に設定される。ノーズコーン４１の先端は丸みを持たせ、大きな外 力が加わったとき、容易に窪むことができ、弾性変形が容易になっている。ノー ズコーン４１の内側が空間Ｃになっていることから、容易に変形することができ 、ノーズコーン４１の特性のみで決定される。このノーズコーン４１の先端の丸 み及び大きな外力が加わったときの弾性変形が容易になっていることにより、衝 突した場合の緩衝材として機能し、その衝撃を緩和するとともに、水ロケットの 速度エネルギをノーズコーン４１の端部の弾性変形した面積に分布させることが できる。また、ノーズコーン４１の開口側には、端面Ｔ字状の環状のリブ４１ａ が形成されていて、発泡成型される胴体部４２との一体化を堅固なものとしてい る。

【００８３】 なお、胴体部４２のノーズコーン４１側の端部から全長の略１／５程度の長さ Ｌ5 に直径Ｌ1 の大径部４４が形成されて、また、胴体部４２の反対側の端部は 、その先端部から長さＬ3 の長さの小径の接続部４５が形成されている。胴体部 ４１の端部から長さＬ5 までの間において、ノーズコーン４１の先端から直径Ｌ 1 の大径部４４までは、滑かな曲面により径を大きくしており、また、大径部４ ４から、胴体部４２の接続部４５側の端部から長さＬ3 までは、滑かな曲面によ りに径を徐々に小さくしている。

【００８４】 また、本実施の形態のフィン部は、実質的にフィン７を意味する。

【００８５】 第３の実施の形態の水ロケットは、使用形態の体積をその重量で割って算出し た使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部４２と、胴体部４２よりも使用形 態の比重が大きく、かつ、緩衝性のある材料で略円錐状に形成した胴体部４２の 一端のノーズコーン４１と、加圧空気及び水を収容するペットボトル１０ａ，１ ０ｂを装着する空間を内側に形成した胴体部４２の他端の容器装着部４６と、容 器装着部４６の外側に１枚以上配設したフィン７とを具備し、ノーズコーン４１ 、胴体部４２、容器装着部４６の全長は、ペットボトル１０ａ，１０ｂの長さの 略３．５乃至７倍とし、かつ、ノーズコーン４１、胴体部４２、容器装着部４６ 、フィン７及び水を収容していないペットボトル１０ａ，１０ｂを装着した全体 の重心が、全長の略１／３から２／３の範囲内に設定したものである。

【００８６】 この実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の飛行特性が得られた。な お、本実施の形態と同様に、胴体部４２が同一径のものも製作したが、第２の実 施の形態と同一飛行特性であった。

【００８７】 図１０は本考案の第２の実施の形態の変形例である第４の実施の形態にかかる 水ロケットの使用状態の全体の要部断面を有する正面図である。なお、本考案の 実施の形態で説明するのは、前記各実施の形態との比較において相違する構造の みである。また、図中、前記実施の形態と同一符号及び記号は前記実施の形態の 構成部分と同一または相当する構成部分を示すものであるので、その説明を省略 する。

【００８８】 図１０において、図９の第３の実施の形態と同様、第３の実施の形態の胴体部 ４２、容器装着部４６の機能部からなる胴体容器装着部６０は、胴体部６１と容 器装着部６６をブロー成型によって一体に成形したものである。胴体容器装着部 ６０は、ブロー成型によって第１の実施の形態の胴体部１、容器装着部６を一体 に形成したもので、使用形態の体積をその重量で割って算出した使用形態の比重 の小さい材料からなる胴体部６１、加圧空気及び水を収容するペットボトル１０ ａ，１０ｂを装着する空間Ｄを内側に形成した胴体部６１の他端の容器装着部６ ６の機能部から形成され、水ロケットとしての使用状態の形状で比較的比重を小 さくなるように、材料を選択して形成したものである。

【００８９】 図１０の上部に相当する胴体容器装着部６０の端部側には、周囲に嵌合凹部６ ２ａを有する小径突出部６２が形成されている。胴体容器装着部６０の小径突出 部６２側の端部から全長の１／１０乃至１／５程度の長さＬ2 に直径Ｌ1 の大径 部６４が形成され、また、胴体部６１の小径突出部６２側の反対側の端部は、容 器装着部６６の機能を有し、１個のペットボトル１０ａが装着される。胴体部６ １の小径突出部６２側の端部から長さＬ2 までの間において、小径突出部６２側 の段部から直径Ｌ1 の大径部６４までは、滑かな曲面により径を大きくしており 、また、大径部６４から、胴体部６１の容器装着部６６側までは、滑かな曲面に より径を徐々に小さくしている。

【００９０】 胴体容器装着部６０の小径突出部６２は、発泡性の合成ゴムからなるノーズコ ーン６３の開口が装着され、両者をノーズコーン６３の弾性力により一体化する ものである。このとき、小径突出部６２の嵌合凹部６２ａは、ノーズコーン６３ に形成した環状突起６３ａがその弾性によって挿着され、容易に離脱できないよ うになっている。胴体部６１の小径突出部６２とノーズコーン６３の内側とで空 間Ｄを形成し、空間Ｄ内に前述した所定の重み材料を詰め込むことにより、飛行 の特性を実験することができる。

【００９１】 通常、ノーズコーン６３は弾力性に富む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形 成され、所定の質量を得るものであり、かつ、緩衝性が得られる材料及び厚みで 形成されている。ノーズコーン６３の開口の直径と丸みを持った高さとの関係は １（直径）対１．５〜３（高さ）程度に設定される。ノーズコーン６３の先端は 丸みを持たせ、大きな外力が加わったとき、容易に窪むことができ、弾性変形が 容易になっている。このノーズコーン６３の先端の丸み及び大きな外力が加わっ たときの弾性変形が容易になっていることにより、衝突した場合の緩衝材として 機能し、その衝撃を緩和するとともに、水ロケットの速度エネルギをノーズコー ン６３の端部の弾性変形した面積に分布させることができる。特に、ノーズコー ン６３の内側が空間Ｄになっていることから、容易に変形することができ、ノー ズコーン６３の特性のみで決定される。故に、発射直後に衝突が発生しても、そ の影響力が緩和されるから安全性が高くなる。

【００９２】 ブロー成型した胴体容器装着部６０の小径突出部６２側の端部から全長の１／ １０乃至１／５程度の長さＬ2 に形成した直径Ｌ1 の大径部６４は、ノーズコー ン６３の外周から滑かな曲面により連続してその径を変化させており、ノーズコ ーン６３と胴体部６１の僅かな接合による接続点を除いては外周に不連続な点は 発生していない。また、胴体容器装着部６０の大径部６４から容器装着部６６側 についても、その外周を滑かな曲面により連続して径を変化させている。大径部 ６４から胴体容器装着部６０のノーズコーン６３側と容器装着部６６側とでは、 大径部６４からノーズコーン６３側の傾度が大きくなっている。

【００９３】 この小径突出部６１側の段部から直径Ｌ1 の大径部６４までを滑かな曲面によ り径を大きくし、大径部６４から胴体容器装着部６０の他方の端部までを滑かな 曲面により径を徐々に小さくしているのは、空気抵抗を小さくし、空気の流れを その周面に均一に流すことにより、カルマン渦をなくし、飛行時の安定性を良く するものである。

【００９４】 そして、胴体容器装着部６０の小径突出部６２の反対側の端部は、加圧空気及 び水を収容する１個のペットボトル１０ａを装着する空間を内側に形成している 。胴体容器装着部６０には、ペットボトル１０ａを挿入したとき、所定の位置よ りもノーズコーン６３側に移動しないように、ストッパー部６５が設けられてい る。ストッパー部６５は全周が所定の間隔をおいて内側に凸の断面形状となって おり、ペットボトル１０ａを挿入したとき、ストッパー部６５の抵抗により、そ の位置からノーズコーン６３側にはペットボトル１０ａの底面が挿入できないよ うにしている。ペットボトル１０ａを挿入の際の圧縮空気は、胴体容器装着部６ ０のストッパー部６５よりも小径突出部６２ａ側の空気排出孔６７から排出する ことができる。通常、空気排出孔６７は封止栓６８で封緘しているが、ペットボ トル１０ａの挿入時には封止栓６８を外して挿入する。

【００９５】 また、胴体容器装着部６０のペットボトル１０ａの装着側の端部の外周には、 環状の取付筒８１が容器装着部６６側から挿着され、接着剤または胴体容器装着 部６０の外面と取付筒８１の内面の凹凸により固着されている。

【００９６】 取付筒８１は、図１１の第４の実施の形態にかかる水ロケットで使用したフィ ン部８０の要部斜視図に示すように、環状の筒体となっており、その周囲にフィ ン８２を挿入する８本の対称性を持った挿着溝８３が形成されている。この８本 の対称性を持った挿着溝８３には、上方から８枚の各フィン８２が挿脱自在にな っている。通常、４枚のフィン８２が上平面からみて略十字状に挿着された状態 で使用される。しかし、フィン８２の機能を実験する場合には、１枚から８枚ま でのフィン８２を任意に挿着して飛行実験を行うことができる。

【００９７】 また、この取付筒８１は、胴体容器装着部６０を、図８に示す第２の実施の形 態の同一径からなる本体部２０とした場合には、本体部２０の上下２段に取付筒 ８１を配設し、複数の水ロケットの本体部２０相互を並列接続する接続手段とし ても使用できる。

【００９８】 なお、上記各実施の形態では、第１の実施の形態のノーズコーン３、胴体部１ と容器装着部６とフィン７を任意に一体化することについて説明したが、更に、 第１の実施の形態のノーズコーン３、胴体部１、容器装着部６、フィン７を任意 に縦割りに二分割して一体に射出成型等で形成したものを、接合して一体に形成 することもできる。

【００９９】 第４の実施の形態の水ロケットは、使用形態の体積をその重量で割って算出し た使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部６１と、胴体部６１よりも使用形 態の比重が大きく、かつ、緩衝性のある材料で、外周を略円錐状に形成した胴体 部６１の一端に設けたノーズコーン６３と、加圧空気及び水を収容するペットボ トル１０ａを装着する空間を内側に形成した胴体部６１の他端に設けた容器装着 部６６と、容器装着部６６の外側に１枚以上のフィン８２を配設したフィン部８ ０とを具備し、ノーズコーン６３、胴体部６１、容器装着部６６の全長は、ペッ トボトル１０ａの長さの略３．５乃至７倍とし、かつ、ノーズコーン６３、胴体 部６１、容器装着部６６、フィン部８０及び水を収容していないペットボトル１ ０ａを装着した全体の重心が、全長の略１／３から２／３の範囲内に設定し、し かも、胴体部６１に配設したノーズコーン６３の内側と胴体部６１の小径突出部 ６２ａとの間に空間Ｄを形成したものである。

【０１００】 この実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の飛行特性が得られた。な お、本実施の形態と同様に、胴体部６１が同一径のものも製作したが、第２の実 施の形態と同一飛行特性であった。

【０１０１】 図１２は本考案の第１の実施の形態の変形例である第５の実施の形態にかかる 水ロケットの使用状態の全体の要部断面を有する正面図、図１３は本考案の第５ の実施の形態にかかる水ロケットの使用状態の全体の斜視図である。なお、本考 案の実施の形態で説明するのは、前記各実施の形態との比較において相違する構 造のみである。また、図中、前記実施の形態と同一符号及び記号は前記実施の形 態の構成部分と同一または相当する構成部分を示すものであるので、その説明を 省略する。

【０１０２】 図１２及び図１３において、特に、第１の実施の形態との相違点は、第１の実 施の形態の胴体部９０の接続部９５の長さＬ3 よりも、本実施の形態の接続部９ ５の長さＬ10の方が長くなっており、更に、水ロケットの全体長の略重心位置付 近に収容部９１が形成されている。この収容部９１には、カメラ９９等が積載可 能な容積となっており、胴体部９０の空気圧を上げることによりカメラ９９等の 容器装着部９６側の面を除き、他の面を弾圧することになる。それによって、カ メラ９９は収容部９１に保持される。カメラ９９のレンズ側には容器装着部９１ が位置するので、本実施の形態においては、容器装着部９１の材料としては無色 透明な材料の使用が好ましい。しかし、容器装着部９１のカメラ９９のレンズに 対応する位置を挿通孔または挿通しない程度の透過孔を設けてもよい。

【０１０３】 胴体部９０の小径突出部９２は、発泡性の合成ゴムからなるノーズコーン９３ の開口が装着され、両者をノーズコーン９３の弾性力により一体化するものであ る。このとき、小径突出部９２の嵌合凹部９２ａは、ノーズコーン９３に形成し た環状突起９３ａがその弾性によって挿着され、容易に離脱できないようになっ ている。胴体部９０の小径突出部９２とノーズコーン９３の内側とで空間Ｅを形 成し、空間Ｅ内に前述した所定の重み材料を詰め込むことにより、飛行特性を実 験することができる。

【０１０４】 図１２の上部に相当する胴体部９０の端部側には、周囲に嵌合凹部９２ａを有 する小径突出部９２が形成されている。胴体部９０の小径突出部９２側の端部か ら全長の１／１０乃至１／５程度の長さＬ2 に直径Ｌ1 の大径部６４が形成され 、また、胴体部９０の小径突出部９２側の反対側の端部は、容器装着部９１の機 能を有し、１個のペットボトル１０ａが装着される。胴体部９０の小径突出部９ ２側の端部から長さＬ2 までの間において、小径突出部９２側の段部から直径Ｌ 1 の大径部９４までは、滑かな曲面により径を大きくしており、また、大径部９ ４から、胴体部９０の容器装着部９６側までは、滑かな曲面により径を徐々に小 さくしている。

【０１０５】 この小径突出部９２側の段部から直径Ｌ1 の大径部９４までを滑かな曲面によ り径を大きくし、大径部９４から胴体部９０の接続部９５側の端部から長さＬ10 までを滑かな曲面により径を徐々に小さくしているのは、空気抵抗を小さくし、 空気の流れをその周面に均一に流すことにより、カルマン渦を殆ど発生しないよ うにし、飛行時の安定性を良くするものである。

【０１０６】 そして、胴体部９０の接続部９５の長さＬ10は、若干テーパー状になっており 、胴体部９０の接続部９５には、加圧空気及び水を収容する２個のペットボトル １０ａ，１０ｂを装着する空間Ｅを内側に形成した容器装着部９６に挿着されて いる。容器装着部９６は合成樹脂の押出成形品または両端を切断したブロー成型 品として同一径に形成されており、２個のペットボトル１０ａ，１０ｂが直列接 続された状態で収納できる長さに、接続部６５の長さＬ10を加算した長さとなっ ている。容器装着部９６の内径は、ペットボトル１０ａ，１０ｂの外周に略等し くなっている。このため、容器装着部９６の内径とペットボトル１０ａ，１０ｂ の外周が密に接合し、挿入のみによって周囲がペットボトル１０ａ，１０ｂと面 接触し、容易に離脱しないように挿着状態を維持することができる。

【０１０７】 胴体部９０の接続部９５の長さＬ10は容器装着部９６を挿入することにより、 胴体部９０の弾性力によって、接着剤を使用することなく、両者間の接触抵抗で 挿着状態が維持できるようになっている。即ち、既に形成さた容器装着部９６の 端部に、８０〜９０％の圧力を供給した状態で、胴体部９０の接続部９５を挿入 し、更に、位置決めしながら胴体部９０の空気圧を１００％とすることにより、 胴体部９０の空気圧にのみよって両者を一体化することができる。しかも、収容 部９１に配置するカメラ９９等を胴体部９０の空気圧により収容部９１に保持す ることができる。

【０１０８】 なお、この実施の形態のフィン部は、実質的にフィン７のみを意味する。

【０１０９】 第５の実施の形態の水ロケットは、使用形態の体積をその重量で割って算出し た使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部９０と、胴体部９０よりも使用形 態の比重が大きく、かつ、緩衝性のある材料で略円錐状に形成した胴体部９０の 一端のノーズコーン９３と、加圧空気及び水を収容するペットボトル１０ａ，１ ０ｂを装着する空間を内側に形成した胴体部９０の他端の容器装着部９６と、容 器装着部９６の外側に１枚以上配設したフィン７とを具備し、ノーズコーン９３ 、胴体部９０、容器装着部９６の全長は、ペットボトル１０ａ，１０ｂの長さの 略３．５乃至７倍とし、かつ、ノーズコーン９３、胴体部９０、容器装着部９６ 、フィン７及び水を収容していないペットボトル１０ａ，１０ｂを装着した全体 の重心が、全長の略１／３から２／３の範囲内に設定したものである。

【０１１０】 この実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の飛行特性が得られた。ま た、発射直後は、喩え、カメラ９９を搭載していても、全体の重心がペットボト ル１０ａ，１０ｂで決定され、その上部のノーズコーン９３、胴体部９０、容器 装着部９６の方向性によって流体抵抗の最小な状態が確保され、安定した発射及 び飛行を行い、その後、ペットボトル１０ａ，１０ｂからの噴出力がなくなると 、重心位置が上昇し、しかも、カメラ９９が全長の略１／３から２／３の範囲内 の収容部９１に収容されているから、重心位置が略中心位置となり、かつ、重力 の影響及び全体の質量が小さいことから、機首を下げて急激に減速し、ノーズコ ーン９３、胴体部９０、容器装着部９６の全長が略水平方向を向いた状態で全長 方向の推進力がなくなり、水ロケットはノーズコーン９６、胴体部９０、容器装 着部９６の全長が略水平方向を向いた状態で重力落下に入る。このとき、全体の 質量が小さく、その空気抵抗を受ける面積が広いことから、空気抵抗の影響を大 きく受け、落下速度が遅くなる。殊に、空気抵抗の影響を大きく受け、落下速度 が遅く、胴体部９０の長さ方向に対する垂直断面でみても、カメラ９９の配置が 一方に偏っているから、カメラ９９のレンズ側が地表方向を向き、高所撮影が可 能となり、しかも、落下速度が遅いから複数枚の写真をリモコンまたはセルフで 連続撮影することができる。

【０１１１】 通常、ノーズコーン９３は弾力性に富む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形 成され、所定の質量を得るものであり、かつ、緩衝性が得られる材料及び厚みで 形成されている。ノーズコーン９３の開口の直径と丸みを持った高さとの関係は １（直径）対１．５〜３（高さ）程度に設定される。ノーズコーン９３の先端は 丸みを持たせ、大きな外力が加わったとき、容易に窪むことができ、弾性変形が 容易になっている。このノーズコーン９３の先端の丸み及び大きな外力が加わっ たときの弾性変形が容易になっていることにより、衝突した場合の緩衝材として 機能し、その衝撃を緩和するとともに、水ロケットの速度エネルギをノーズコー ン９３の端部の弾性変形した面積に分布させることができる。特に、ノーズコー ン９３の内側が空間Ｅになっていることから、容易に変形することができ、ノー ズコーン９３の特性のみで決定される。故に、発射直後に衝突が発生しても、そ の影響力が緩和されるから安全性が高くなる。また、カメラ９９を搭載していて も衝突のショックがカメラ９９に直接伝わることがない。

【０１１２】 故に、カメラ９９を搭載していても、安定した飛行を行うことができ、かつ、 全体を略水平方向とした状態で着地可能となる。

【０１１３】 ところで、上記各実施の形態の胴体部は、胴体として独立したもの、他の部分 と連続したものとがあるが、本考案の概念は、胴体として独立したもの、他の部 分と連続したものを区別することなく、両者を含むもので、胴体として機能する 部分を意味し、しかも、使用形態の体積をその重量で割って算出した使用形態の 比重の小さい材料、即ち、合成樹脂材料、特殊コート紙、特殊繊維、軽量金属等 からなるものであり、結果的に、軽量で気密性がある材料であればよい。

【０１１４】 また、上記各実施の形態のノーズコーンは、胴体として独立したもの、胴体と 連続したものとがあるが、本考案の概念は、胴体として独立したもの、胴体と連 続したものを区別することなく、両者を含むもので、所定の重みのノーズとして 機能する部分を意味し、しかも、胴体部よりも使用形態の比重が大きく、かつ、 緩衝性のある材料で略円錐状に形成し、または、胴体部の一端に一体に形成した もの、または別体で形成して胴体部に配設したものである。このノーズコーンは 、結果的に、他の部材と共に胴体部よりも重量を大きくできればよい。

【０１１５】 そして、上記各実施の形態の容器装着部は、容器装着部として独立したもの、 胴体と連続したものとがあるが、本考案の概念は、容器装着部分として独立した もの、胴体と連続したものを区別することなく、両者を含むもので、加圧空気及 び水を収容するペットボトルを装着する空間を内側に形成した胴体部の他端に位 置するものである。

【０１１６】 更に、上記各実施の形態のフィンは、容器装着部の外側に１枚以上を直接接着 剤、テープで取付けてもよいし、一体に成型してもよいし、または他の部材を用 いて取付けてもよい。

【０１１７】 なお、本考案を実施する場合の水ロケットは、全体の重心が全長の略１／３か ら２／３の範囲内に設定したものであるが、本考案を実施した水ロケットは、実 験等により、全体の重心が全長の頭部の略１／５以下にし、ノーズコーン側から 着地させることもできる。

【０１１８】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１の水ロケットは、使用形態の体積をその重量で 割って算出した使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部と、前記胴体部より も使用形態の比重が大きく、かつ、緩衝性のある材料で、外周を略円錐状に形成 し、前記胴体部の一端に配設したノーズコーンと、加圧空気及び水を収容するペ ットボトルを装着する空間を内側に形成した前記胴体部の他端に設けた容器装着 部と、前記容器装着部の外側に１枚以上のフィンを配設したフィン部とを具備し 、前記ノーズコーン、胴体部、容器装着部の全長は、前記ペットボトルの長さの 略３．５乃至７倍とし、かつ、前記ノーズコーン、胴体部、容器装着部、フィン 及び水を収容していないペットボトルを装着した全体の重心が、前記全長の略１ ／３から２／３の範囲内に設定し、しかも、前記胴体部に配設したノーズコーン の内側と前記胴体部との間に空間を形成したものである。

【０１１９】 したがって、発射直後は、全体の重心が水を入れたペットボトルにあり、その 上部のノーズコーン、胴体部、容器装着部の方向性によって流体抵抗の最小な状 態が確保され、安定した発射及び飛行を行い、その後、ペットボトルからの噴出 力が低下するに伴ない重心位置が上部に移行し、かつ、この状態下における水ロ ケットの重力の影響及び全体の質量が小さいことから、機首を下げて急激に減速 し、ノーズコーン、胴体部、容器装着部の全長が略水平方向を向いた状態で全長 方向の推進力がなくなり、水ロケットはノーズコーン、胴体部、容器装着部の全 長が略水平方向を向いた状態で重力落下に入る。このとき、全体の質量が小さく 、その空気抵抗を受ける面積が広いことから、空気抵抗の影響を大きく受け、落 下速度が遅くなる。故に、安定した飛行を行うことができ、かつ、全体を略水平 方向とした状態で着地可能となる。また、ノーズコーンの内部が空間になってい るから、ノーズコンの弾性力を十分に使用することができる。

【０１２０】 特に、ノーズコーンは弾力性に富む発泡性の合成樹脂または合成ゴムで形成さ れ、所定の質量を得るものであり、かつ、緩衝性が得られる材料及び厚みで形成 されているから、ノーズコーンの先端は大きな外力が加わったとき、容易に窪む ことができ、弾性変形が容易になっていることから、衝突した場合の緩衝材とし て機能し、その衝撃を緩和するとともに、水ロケットの速度エネルギをノーズコ ーンの端部の弾性変形した面積に分布させることができる。故に、予期しない衝 突が発生しても、速度エネルギが集中して加わらないから安全性が高い。

【０１２１】 よって、安全で、安定した飛行を行うことができ、かつ、全体を略水平方向と した状態で着地可能な水ロケットが得られる。

【０１２２】 請求項２にかかる水ロケットの使用形態の体積をその重量で割って算出した使 用形態の比重の小さい材料は、合成樹脂材料としたものであるから、請求項１の 効果に加えて廉価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本考案の第１の実施の形態にかかる水
ロケットの全体の正面図である。

【図２】 図２は本考案の第１の実施の形態にかかる水
ロケットの縦断面図である。

【図３】 図３は本考案の第１の実施の形態にかかる水
ロケットの平面図である。

【図４】 図４は本考案の第１の実施の形態にかかる水
ロケットの底面図である。

【図５】 図５は本考案の第１の実施の形態にかかる水
ロケットの使用状態の全体の要部断面を有する正面図で
ある。

【図６】 図６は本考案の第１の実施の形態にかかる水
ロケットが発射台から発射する初期状態の斜視図であ
る。

【図７】 図７は本考案の第１の実施の形態にかかる水
ロケットの飛行軌跡の説明図である。

【図８】 図８は本考案の第２の実施の形態にかかる水
ロケットの使用状態の全体の要部断面を有する正面図で
ある。

【図９】 図９は本考案の第３の実施の形態にかかる水
ロケットの使用状態の全体の要部断面を有する正面図で
ある。

【図１０】 図１０は本考案の第４の実施の形態にかか
る水ロケットの使用状態の全体の要部断面を有する正面
図である。

【図１１】 図１１は本考案の図１０の第４の実施の形
態にかかる水ロケットで使用したフィン取付体の一部分
解斜視図である。

【図１２】 図１２は本考案の第１の実施の形態の変形
例である第５の実施の形態にかかる水ロケットの使用状
態の全体の要部断面を有する正面図である。

【図１３】 図１３は本考案の第５の実施の形態にかか
る水ロケットの使用状態の全体の斜視図である。

【図１４】 図１４は従来の１段のペットボトルを内蔵
した水ロケットを示す全体説明図である。

【図１５】 図１５は従来の２段のペットボトルを内蔵
した水ロケットを示す全体説明図である。

【符号の説明】

１ 胴体部、３ ノーズコーン、５ 接続部、６ 容器
装着部、７ フィン、１０ａ，１０ｂ ペットボトル、
１１ 取付帯、１２ 筒体、１３ 発射ガイド、２０
本体部、２１ ノーズコーン、２２ 胴体部、２３ 容
器装着部、２４ノーズマス、４１ ノーズコーン、４２
胴体部、４５ 接続部、４６ 容器装着部、６０ 胴
体容器装着部、６１ 胴体部、６３ ノーズコーン、６
６ 容器装着部、８０ フィン部、８１ 取付筒、８２
フィン、９０ 胴体部、９５接続部、９６ 容器装着
部、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ 空間

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用形態の体積をその重量で割って算出
   した使用形態の比重の小さい材料からなる胴体部と、 前記胴体部よりも使用形態の比重が大きく、かつ、緩衝
   性のある材料で、外周を略円錐状に形成し、前記胴体部
   の一端に設けたノーズコーンと、 加圧空気及び水を収容するペットボトルを装着する空間
   を内側に形成した前記胴体部の他端に設けた容器装着部
   と、 前記容器装着部の外側に１枚以上のフィンを配設したフ
   ィン部とを具備し、 前記ノーズコーン、胴体部、容器装着部の全長は、前記
   ペットボトルの長さの略３．５乃至７倍とし、かつ、前
   記ノーズコーン、胴体部、容器装着部、フィン及び水を
   収容していないペットボトルを装着した全体の重心が、
   前記全長の略１／３から２／３の範囲内に設定し、しか
   も、前記胴体部に配設したノーズコーンの内側と前記胴
   体部との間に空間を形成したことを特徴とする水ロケッ
   ト。
2. 【請求項２】 前記使用形態の体積をその重量で割って
   算出した使用形態の比重の小さい材料は、合成樹脂材料
   としたことを特徴とする請求項１に記載の水ロケット。