JP3205609U

JP3205609U - 空中浮揚装置

Info

Publication number: JP3205609U
Application number: JP2016002348U
Authority: JP
Inventors: 榮一渡邊
Original assignee: 榮一渡邊
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2026-05-23

Abstract

【課題】動力無しに安定して空中に浮揚させることのできる空中浮揚装置を提供する。【解決手段】空中浮揚装置１は、ハンググライダーの翼構造体を備える装置本体２と、装置本体２の上部に配置される連結ロープ３３により連結されたパラグライダーの翼構造体３１を備えたパラグライダー型装置３を備える。【選択図】図１

Description

本考案は、動力なしに、風を使って空中に浮揚させることのできる空中浮揚装置に関する。

動力なしに風や上昇気流を利用して空中に浮揚あるいは飛行させるものとして、グライダー、パラグライダ―、ハンググライダー、気球等が存在する。これらのうち、グライダー、パラグライダ―、ハンググライダー通常、操縦者が搭乗して飛行を制御するものである。本考案者は、人や動力に頼らない、風のみによって浮揚する空中浮揚装置をすでに提案している（特許文献１）。
上記特許文献１に記載された空中浮揚装置は、空中浮揚装置は機体本体と、航空機の翼形状構造体と、航空機の翼形状構造体の角度を制御する角度制御機と、角度制御機の自動制御装置と、ＧＰＳと、風向風力測定器及び風力方向舵と、を備え、ＧＰＳによる機体高度や飛行距離、風向風力測定器及び風力方向舵のデータにより、自動制御装置が機体本体の下降及び上昇のタイミングを決定し、角度制御機により航空機の翼形状構造体の角度を自律的に制御し、航空機の翼形状構造体の揚力および抗力と重力からなる推進力によって機体本体を下降及び上昇させ、定まった上下二つの領域範囲を往復させることで空中での位置を常時所定の範囲に維持させるようにしたものである。
また、上記翼形状構造体としては、ハンググライダー或いはパラグライダーを係留使用することが開示されている。
上記の空中浮揚装置は、常時、空中の所定の範囲に維持させるために、所定の機能を備えた計器類を含む制御装置を備え、各種制御機能を持たせることが可能である一方、そのための重量が上乗せとなり、利用にのための器具類を搭載する際に、一定の制限が加わる。
また、従来の空中浮揚装置にあっては、強風時には、揚力が増加するが、同時に抗力の増加にもつながるため、強風時には強い力が浮揚装置にかかり、そのための対策として骨組の強化する必要があり、これによっても重量の増加が避けられない。

特開２０１６−５９４４号公報

本考案は、従来の上記問題点を解決するためになされたもので、風力を利用して空中の所定範囲に滞留させることができ、より簡易な構造で軽量化を可能とする空中浮揚装置を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題は、
ハンググライダーの翼構造を備える装置本体と、前記装置本体の上部に配置される連結ロープにより連結されたパラグライダーの翼構造を備えたパラグライダー型装置を備える空中浮揚装置により達成される。

本考案の他の態様によれば、空中浮揚装置は、更に、装置本体の重心位置を調整するための重心調整部材を有し、前記重心調整部材は、一端が装置本体の支持部に回動又は揺動自在に支持され、他端が前記連結ロープ一端に連結され、前記連結ロープの他端は回転可能なガイド部材を介して前記パラグライダー型装置に連結され、前記重心調整部材は、前記パラグライダー型装置の前記装置本体に対する相対的位置の変化に応じて、前記装置本体の重心位置を前後方向に移動させるようにしたことを特徴としている。

本考案によれば、人為的な操作を必要とせず軽量且つ広範囲の風力に応じて自動的に上昇・下降の制御が行われ、長期の滞留が可能となる。

また、装置本体に重心調整部材を設けることにより、風力の強弱に応じて自動的に空中浮揚装置の揚力を調整することが可能となる。

本考案の第１の実施例により空中浮遊体の概略図である。第１実施例による空中浮揚装置の作動を示す図である。第２実施例による空中浮揚装置の概略構成図である。風力を受ける翼体の作用力の説明図である。本考案の第２の実施例による空中浮揚装置の動作を説明する図である。

以下、図面を参照して、本願考案の実施形態を説明する。

図１は、本考案の実施例による空中浮揚装置１を概略的に示す。

本考案による空中浮揚装置１は、ハンググライダー型装置である装置本体２と、装置本体２に連結させて設けたパラグライダー型装置３から成る。装置本体２は、構造上は通常のハンググライダーと同様な構造を有するもので、主としてフレーム構造２１とこれに支持される翼構造体２２から成る。なお、本空中浮揚装置１は、人が搭乗することを想定していないため、搭乗者を支えるような支持具（ハーネス）は備えていない。なお、フレーム構造２２には、必用に応じて、計器や機器類を装着させるための保持具を取り付けることは可能である。

装置本体２は、通常のハンググライダーで採用されている左右対称に張り出す三角形状の翼体でありダブルサーフェスの構造（図２参照）が採用されている。

本空中浮揚装置１は、上記のハンググライダー型の装置本体２に加え、更に、その上部に、第２の翼型構造体を持つパラグライダー型装置３を設けている。パラグライダー型装置３は、通常のパラグライダーのように翼構造体（キャノビー）３１と翼構造体３１に連結した複数本のライン３２と、複数本のライン３２をまとめて保持する1本の連結ロープ３３を備えている。

連結ロープ３３は、装置本体２の上部に連結されている。したがって、空中浮揚装置１は、ハンググライダー型の翼構造体２１を持つハンググライダー型の装置本体２とパラグライダー型の翼構造体３１を持つパラグライダー型装置３を連結した１つの浮遊装置を構成していることとなる。

なお、装置本体２には繋留ロープ４が連結されており、この繋留ロープ４は、これを操作者Mが保持することにより、或いは、構造物に繋留しておくことにより、浮遊する空中浮揚装置１を所定位置に留めておくために使用される。

図２は、本考案の第１実施例による空中浮揚装置１を浮遊させた状態を示すもので、(a) は微風時に浮遊している状態を、(b)は強風時に浮遊している状態を示している。本考案による空中浮遊体１はハンググライダー型の装置本体２とパラググライダー型装置３を組み合わせたものであるが、空中浮揚装置１は凧のように略一定の位置で浮遊させることを目的とするものであり、風の強弱に影響されずに安定して浮遊状態を維持できることが望まれる。揚力の観点からは、パラグライダー型翼体の方がハンググライダー型翼体より揚力が圧倒的に大きい。したがって、ハンググライダー型の翼型構造体を持つ装置本体２によって十分な揚力が得られない微風時(a)においては、第２の翼型構造体であるパラグライダー型装置３によって揚力を補うことが可能となる。一方、強風時(b)においては、揚力は、装置本体２の翼構造体２１により十分に得られ、特に揚力はパラググライダー型装置３による揚力は必要とせず、かえって空中浮揚装置１に対する抗力として働く不都合が生じるおそれがでてくる。しかしながら、パラグライダー型装置３の翼体３１は、複数本のライン３２と、複数本のライン３２をまとめて保持する1本の連結ロープ３３によって連結される構造のため、強風時には、図示のように風車のように回転を起こし、ライン３２が捻じれを生じて翼体３１が絞られるようになり、これによって抗力及び揚力を減少させることが可能となる。このように、強風時におけるパラグライダー型装置３による抗力及び揚力の増加を抑制することができる。尚、上記ライン３２は、捻れに対する復元力のあるスプリングとの複合ロープ部材とすることで、微風時に捻れが回復するようにすることができる。

図３は、本考案の第２の実施例による空中浮揚装置１０を示す。なお、図中、図１に示した空中浮揚装置１と同じ構造部分については、便宜上、同じ参照符号を用いている。

空中浮揚装置１０は、空中浮揚装置１と同様にハンググライダー型装置である装置本体２とパラグライダー型装置３との組み合わせにより構成されている。空中浮揚装置１０が図１及び図２の空中浮揚装置１と異なる点は、ハンググライダー型の装置本体２が重心調整部材５を備えている点である。重心調整部材５は、所定の重量を持つ前後方向に長手方向軸を持つ細長状の部材であり、後端部５bにおいて連結具５１により止着点５２を中心に揺動可能或いは回動可動にフレーム構造２２に止着されている。

一方、重量調整部材５の前端部５aにおいては、パラグライダー型装置３の連結ロープ３３の端部を止着している。連結ロープ３３は、その中間部においてハンググライダー型の装置本体２の左右に延びる支持棒２３に回動自在に支持された回転部材２４に巻回させている。
したがって、連結ロープ３３は、回転部材２４からパラグライダー３に至る長さ３３aと重心調整部材５の止着部５aに至る長さ３３bは、パラグライダー型装置３の装置本体２の相対的位置により変わることとなる。パラグライダー装置３が装置本体２から離れれば、即ち、連結ロープ３３の上部の３３aの部分が長くなれば、下部の部分３３bの部分は短くなり、重心調整部材５の前端部５aの位置は、後端部５bを中心に回動し、上方に持ち上げられた状態となる。一方、パラグライダー装置３がハンググライダー型装置２に近づくと、即ち、連結ロープ３３の上部の３３aの部分が短くなれば、下部の部分３３bの部分は長くなり、重心調整部材５の前端部５aの位置は、後端部５bを中心に回動し、下方に下げられる状態となる。

図３に示した本考案の第２の実施例の作動の説明に先立ち、空気流の翼体に作用する力の関係を図４を参照して説明する。

図４は、水平の風が例えば図２で示した繋留ロープ４のようなもので繋留され、風向きに対して仰角θで置かれた板状の翼体に作用している状態を示すものである。翼体に作用する風圧は垂直方向の揚力と水平方向の抗力の合成値ととらえることができ、ロープに働く張力と翼体に作用する重力の合成値が風圧と均衡が生じているとき、翼体はその状態を維持することとなる。

図５は、上記本考案の第２の実施例による空中浮揚装置１０の作動を説明する図である。

図５(a)は、微風時における浮遊状態を示している。この状態では、ハンググライダー型の装置本体２の翼構造体２２とパラグライダー型装置３の翼構造体３１が微風を受け、安定した浮揚状態となって浮遊している。また、連結ロープ３３の上部部分３３aと下部部分３３bは、パラグライダーの翼構造体３１が受ける浮力と重心調整部材５の重量とが平衡状態となっており、この状態において、ハンググライダー型装置２の重心Gがその長手方向の中央位置となるように調整され、したがって、ハンググライダー型装置２が水平状態となっている。

図５(b)は、上記図４(a)の安定している浮遊状態から、風力が若干弱くなった状態を示している。この場合、パラグライダー型装置３の翼構造体３１の受ける風力も弱まるため、その翼構造体３１の受ける浮力も弱まり、その結果、(a)の安定した状態から、重力調整部材５の重力とのバランスが崩れて、パラグライダー型装置３が装置本体２に接近し、連結ロープ３３の下方部分３３bが引き延ばされる、即ち、重量調整部材５の先端部５aが止着点５２を中心に下方に揺動して下がる。その結果、装置本体２の重心位置Gは矢印で示すように後方に移動する。重心Gが後方に移動すると、装置本体２の前側は上方に持ち上がり、その結果、揚力をより受けやすい姿勢となり、必用な揚力を得て浮遊状態を維持することができる。

図５（c）は、強風時の状態を示している。強風時には、パラグライダー型装置３の翼構造体３はより強い風力を受け、これにより、重量調整部材５の重量に打ち勝って図示のうように先端部５aがを持ち上げられることとなる。その結果、装置本体２の重心位置Gは矢印で示すよう前方に移動する。その結果、装置本体２は前側が下がる姿勢となり、強風から受ける揚力が抑制され、強風から受けるパラグライダー型装置３の翼構造体３に作用する揚力が打ち消され、バランスを保った浮遊状態を得ることが可能となる。

図５(d)は、更なる強風時の状態を示すものである。図５( c)の状態から、更なる強風による風圧を受けた場合を示している。重量調整部材５が、その先端部５aが最大上部位置に達すると、それ以上の重心移動による揚力調整は限界となる。この場合、図１の実施例の空中浮揚装置１の作動図である図２(b)で説明したように、パラグライダー型装置３の翼体３１が風車のように回転し、翼体３１が絞られて、翼体３１の揚力及び抗力を減少させ、その結果、強風時においても、安定した浮遊状態を維持することが可能となる。

以上のように、本実施例による空中浮揚装置１０は、ハンググライダー型の装置本体２とパラグライダー型装置２を組み合わせ、更に、重心調整部材５を設けることにより、微風時や強風時においても、その揚力を自動的に調整して安定した浮揚状態を得ることを可能にしている。

以上説明した、本考案による空中浮揚装置は、実施例で示したように、風速に応じて自動的に揚力を調整し、安定した浮揚状体を可能にすることを可能とするものであり、その用途は、通常の凧上げのように、娯楽としてその浮揚を楽しむことができるが、例えば、空中浮揚装置にカメラを搭載し、地上の監視装置としての利用も可能である。なお、地上で無風のときは、本考案により空中浮揚装置は浮遊させるとはできないが、例えば、高度10,000ｍ以上の成層圏まで、浮揚させれば、絶えず、偏西風による風力を得ることが可能となり、上記の監視装置の他、気象観測用のデータ取得、或いは通信の基地局などとしても利用が可能となる。

１、１０空中浮揚装置
２装置本体
２１翼体構造体
３パラグライダー型装置
３１翼型構造体
３２ライン
３３連結ロープ
４繋留ロープ
５重心調整部材

Claims

ハンググライダーの翼構造体を備える装置本体と、前記装置本体の上部に配置される連結ロープにより連結されたパラグライダーの翼構造体を備えたパラグライダー型装置を備える空中浮揚装置。
前記空中浮揚装置は、前記装置本体の重心位置を調整するための重心調整部材を有し、前記重心調整部材は、一端が装置本体の支持部に回動自在又は揺動自在に支持され、他端が前記連結ロープの一端に連結され、前記連結ロープの他端は前記パラグライダー型装置に連結され、前記重心調整部材は、前記パラグライダー型装置の前記装置本体に対する相対的位置の変化に応じて、前記装置本体の重心位置を前後方向に移動させるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の空中浮揚装置。
前記連結ロープは、前記装置本体に支持された回転可能部材を介して前記装置本体２と前記重心調整部材とを連結している、請求項２に記載の空中浮揚装置。