JP3175861U - 並進翼による人力飛行自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】並進翼による人力飛行自転車を提供する。
【解決手段】ブレードが長円軌道を並行して周回する流体流動制御装置を並進翼と呼ぶ。並進翼を推進装置として利用することによって効率的に揚力または推力を得ることができる。本人力飛行自転車は、推進装置として並進翼１を用い、推進装置としての並進翼１と並進翼１を人力で駆動させる為の動力伝達部分２と人間の身体が接触する接点部分３とこれらの部品が組み付けられる骨幹部分４とによって構成される。
【選択図】図１

Description

本考案は、人力飛行自転車に関するものである。

従来一般に知られている流体流動制御装置としてプロペラまたはスクリューと呼ばれる回転翼がある。回転翼はブレードとブレードを回転軸に連結するハブとから構成され、ハブを回転中心としてブレードを回転させることによってブレードの運動エネルギーと流体の運動エネルギーとを相互変換する。回転翼は航空機の推進装置として利用されている。

従来一般に知られている人力を動力源とする乗り物として自転車がある。自転車は最もエネルギー効率のよい乗り物として知られており、交通手段、輸送手段、競技などに利用されている。

特開平１０−６１５９８号公報 特開２００１−２８０２３０号公報 特許第４４１１８２１号公報 特願２０１１−２２４４１９号公報

回転翼の性能は、ブレードの形状、枚数、回転速度などによって決定される。これらの性能決定要因はブレードと流体とが効率よく運動エネルギーを相互変換するように最適化される。しかし、回転翼に求められる、軽量、小径、高強度などの設計要求はすべて運動エネルギーの変換効率を低下させる制約条件となる。回転翼はブレードの片翼端をハブに連結して回転するためブレードの翼端と翼根とでは回転速度が大きく異なる。また、回転翼のブレードには回転速度の二乗に比例する大きな遠心力が発生する。この回転翼の運動的特徴はブレードやハブの形状を複雑にさせ、運動エネルギーの変換効率を低下させる主な原因である。

人力飛行自転車の代表例として日本大学によって開発されたＹＵＲＩ−１が挙げられる。ＹＵＲＩ−１は推進装置として回転翼が用いられており、１９９４年に１９．４６秒の人力浮上に成功しているが、直径１０ｍの巨大な回転翼４個がダウンウォッシュによる地面効果を生んで高さ２０ｃｍ浮上するのが限界であった。

本考案による人力飛行自転車は推進装置として並進翼を用いる。

並進翼とは、ブレードの両翼端に連結部付動力伝動輪を連結して長円軌道とし、ブレードの迎角を周期的に制御しながらこれらの連結部付動力伝動輪を連動して輪転させることによって流体の流動を制御する装置である。

並進翼はブレードが長円軌道を並行して周回するためブレードの周回速度は翼幅方向に一定である。したがって並進翼はブレードの翼型を翼幅方向に一定にすることができ、ブレードの全翼面で効率よく運動エネルギーの相互変換をすることができる。並進翼を推進装置として利用することによって効率的に揚力または推力を得ることができる。

並進翼による人力飛行自転車を左斜め下前方より見た図である。 並進翼による人力飛行自転車を左斜め下より見た図である。 並進翼による人力飛行自転車を左斜め下後方より見た図である。

本考案による人力飛行自転車は、推進装置としての並進翼１と並進翼１を人力で駆動させる為の動力伝達部分２と人間の身体が接触する接点部分３とこれらの部品が組み付けられる骨幹部分４とによって構成される。

並進翼１は推進装置として揚力または推力を得る役割を持つ。並進翼１は前後軸まわりの回転を安定させる為に左右２ヶ所に取り付けられ、これらの並進翼１をドライブシャフト２ｄに連結して連動して駆動するようにする。

動力伝達部分２は並進翼１に動力を伝達する役割を持つ。人間の両足の往復運動をクランク２ａによって回転運動に変換し、スプロケット２ｂからドライブチェーン２ｃを介して並進翼１に連結されたドライブシャフト２ｄに動力が伝達される。人力を効率よく利用する為に動力伝達部分２には変速機２ｅが設けられる。脚力でドライブチェーンを駆動させる仕組みは自転車の動力伝達部分と同様である。

人間の身体が接触する接点部分３はいかなる姿勢でも人力が確実にペダル３ａに伝わるように安全性と操縦性に配慮して設計される。動力が与えられるペダル３ａは留め具で靴と固定できるものとする。下半身を支えるサドル３ｂはハーネス３ｃで腰の位置を固定できるものとする。上半身を支えるグリップ３ｄは操縦しやすい位置に配置される。

上記の並進翼１と動力伝達部分２と人間の身体が接触する接点部分３とは人間の重量も含めた重心位置の平衡を考慮した配置で骨幹部分４に組み付けられる。骨幹部分４は重量軽減および剛性確保の為に中空管の組み合わせによる剛節構造とするのが望ましい。

図１に示された人力飛行自転車は、重量軽減の為に脚４ａが１ヶ所しか設けられておらず、離陸の際には支持器具による補助が必要となる。また、操舵翼が装備されていないため、操縦は上半身の重心移動によって行う。

本考案による人力飛行自転車は、飛行時の操縦の補助として操舵翼を装備することができる。

本考案による人力飛行自転車は、飛行時の揚力の補助として固定翼を装備することができる。

本考案による人力飛行自転車は、飛行時の推力の補助として回転翼を併設することができる。

本考案による人力飛行自転車は、従来一般に知られている自転車に代わって、飛行可能な自転車として利用可能である。

１ 並進翼
２ 動力伝達部分
２ａ クランク
２ｂ スプロケット
２ｃ ドライブチェーン
２ｄ ドライブシャフト
２ｅ 変速機
３ 人間の身体が接触する接点部分
３ａ ペダル
３ｂ サドル
３ｃ ハーネス
３ｄ グリップ
４ 骨幹部分
４ａ 脚

Claims (1)

1. 並進翼を人力で駆動させることによって垂直離着陸および飛行することができる自転車。

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