JP4929088B2 - 流体内推進装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体流に追従して所定の角度で傾くと共に、凹曲面を形成することにより、推進効率を向上させる流体内推進装置に関する。

従来の流体内推進装置は、例えば特開昭６１−６０９７号公報（特許文献１）に開示されている。

この流体内推進装置は、前記特開昭６１−６０９７号公報の例えば第１図に示すように、鰭枠１に柔軟な膜４を取り付け、この鰭枠１全体を揺動体５に取り付けた構成を有する。

この構成により、従来の流体内推進装置は、前記揺動体５により、鰭枠１全体を左右方向に揺動させたりしている（前記特開昭６１−６０９７号公報の２頁、３欄の１行〜２行）。

これにより、魚等の尾鰭の原理（本願の図６）を応用し、前記鰭枠１を、進行方向に対して所定の角度に傾け、また流体流に対して凹曲面が形成されるようにし、大きな推進力を得ようとしている。
特開昭６１−６０９７号公報

しかし、上記特開昭６１−６０９７号公報に開示された流体内推進装置においては、次のような課題がある。

即ち、既述したように、従来技術は（特開昭６１−６０９７号公報の第１図）、全体が柔軟であり、しかも、所定の揺動体５により揺動させている。

従って、流体流に追従して、所望の角度に傾かせることは困難であり、また、流体流に対して凸曲面を形成してしまう（本願の図６（Ａ））ことがあり、そのため推進力が小さくなり、極めて推進効率が悪い。

本発明の目的は、流体流に追従して所定の角度で傾くと共に、凹曲面を形成することにより、推進効率を向上させる流体内推進装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、請求項１に記載されているように、リンク機構１と、該リンク機構１の前端部に設けられた回転軸２と、該リンク機構１の後端部に設けられた固定板３と、リンク機構１に関して回転軸２の上部及び固定板３の上部を連結する上部弾性部材４と、リンク機構１に関して回転軸２の下部及び固定板３の下部を連結する下部弾性部材５を有することを特徴とする流体内推進装置という手段を提供する。

そして、この請求項１の従属項として、請求項２に記載されているように、上記リンク機構１は、互いに平行な２本の第１リンク部材１Ａと第２リンク部材１Ｂ、及び第３リンク部材１Ｃと第４リンク部材１Ｄにより構成され、各リンク部材の端部はピンを介して結合され、請求項３に記載されているように、上記リンク機構１を構成する第１リンク部材１Ａと第２リンク部材１Ｂのほぼ中央部には、第１結合部７介して回転軸２が、第２結合部８を介して固定板３がそれぞれ設けられ、請求項４に記載されているように、上記固定板３は、リンク機構１を構成する第２リンク部材１Ｂに対して前後方向において直交し、更に、請求項５に記載されているように、上記上部弾性部材４と下部弾性部材５は、それぞれシリコンゴムにより形成されているという手段を提供する。

上記本発明の構成によれば、上部弾性部材４と下部弾性部材５をシリコンゴムで形成しておいて、図１に示す流体内推進装置を例えば水中に浸漬すると、水流Ｗ１（図４（Ｂ））により、上記シリコンゴム４、５が、図４（Ｂ）において右方向の力を受けるので、該シリコンゴム４、５は前端部の回転軸２を中心として反時計方向に回転することにより、所定の角度αに傾くと共に、リンク機構１は、当初の長方形から平行四辺形に変形するが（図４（Ａ）⇒図４（Ｂ））、リンク機構１全体が変形しても、シリコンゴム４、５の後端部の固定板３の第２リンク部材１Ｂに対する位置関係である直交関係は不変であるから、シリコンゴム４、５は、水流Ｗ１に対して凹曲面を形成し、原理図のうちの図６（Ｃ）の状態と同じになり、極めて大きな推進力が得られるようになり、推進効率が向上する。

上記のとおり、本発明によれば、流体流に追従して所定の角度で傾くと共に、凹曲面を形成することにより、推進効率を向上させる流体内推進装置を提供するという効果を奏する。

以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明による流体内推進装置の斜視図である。

図１に示す流体内推進装置は、リンク機構１を有し、該リンク機構１は、図示するように、互いに平行な２本の第１リンク部材１Ａと第２リンク部材１Ｂ、及び第３リンク部材１Ｃと第４リンク部材１Ｄから成り、合計４本のリンク部材により構成され、各リンク部材１Ａ〜１Ｄの端部はピンで結合されている。

上記リンク機構１を構成する前方の第１リンク部材１Ａには、図示する流体内推進装置を他の装置、例えば船体に装着するための装着部６が（図３）、後述する第１結合部７を介して設けられている。

このリンク機構１の上方と下方の構成は、全く同じであり、以下の説明に際しては、主に上方の構成（図２）について詳述するものとする。

上記リンク機構１を構成する第１リンク部材１Ａと第２リンク部材１Ｂのほぼ中央部には、図示するように、第１結合部７を介して回転軸２が、第２結合部８を介して固定板３がそれぞれ設けられている。

即ち、第１リンク部材１Ａのほぼ中央部には、第１結合部７が設けられ、該第１結合部７には、上方に向かって回転軸２が設けられている。

回転軸２は、図２に示すように、第１軸２Ａと該第１軸２Ａが挿入されている中空の第２軸２Ｃから成り、第１軸２Ａにおいて、第２軸２Ｃの上方と下方には、ストッパ２Ｄ、２Ｂが取り付けられ、第２軸２Ｃが第１軸２Ａから外れないようになっている。

この場合、第１軸２Ａは、第１結合部７の上面の穴ａに差し込まれ、該第１結合部７の前方部材７Ａと後方部材７Ｂをねじ１１で締め付けることにより、前記第１軸２Ａが第１結合部７に固定されている。

また、第２リンク部材１Ｂのほぼ中央部には、第２結合部８が設けられ、該第２結合部８は、上方に向かって固定板３が設けられている。

そして、上記固定板３は、全体として、前記左右方向（Ｘ軸方向）に延びる第１リンク部材１Ａに対して前後方向（Ｙ軸方向）においてほぼ直交している、即ち９０°に配置されている（図４（Ａ））。

固定板３は、図２に示すように、鉛直な板３Ａから成り、該鉛直板３Ａは、取付部９に設けられ、該取付部９は、固定軸１０を介して前記第２結合部８に設けられている。

この場合、鉛直板３Ａは、取付部９の左部材９Ａと右部材９Ｂの段差部１６に当接された状態で、該左部材９Ａと右部材９Ｂをねじ１２で締め付けることにより、固定されている。

また、固定軸１０は、取付部９の下面の穴（図示省略）と第２結合部８の上面のｂに差し込まれた状態で、該取付部９の左部材９Ａと右部材９Ｂをねじ１３、１４で締め付けると共に、該第２結合部８の前方部材８Ａと後方部材８Ｂをねじ１５で締め付けることにより、固定されている。

一方、前記リンク機構１に関して（図１）、回転軸２の上部及び固定板３の上部には、両者を連結する上部弾性部材４が設けられ、該上部弾性部材４は例えばシリコンゴムより形成されている。

この場合、前記シリコンゴム４の前端部は、前記回転軸２のうちの第１軸２Ａに対して回転自在な第２軸２Ｃに取り付けられ、また、シリコンゴム４の後端部は、前記固定板３の鉛直板３Ａに取り付けられている。

同様に、前記リンク機構１に関して（図１）、回転軸２の下部及び固定板３の下部には、両者を連結する下部弾性部材５が設けられ、該下部弾性部材５は例えばシリコンゴムより形成され、この場合、前記シリコンゴム５の前端部は、前記回転軸２のうちの第１軸２Ａに対して回転自在な第２軸２Ｃに取り付けられ、また、シリコンゴム５の後端部は、前記固定板３の鉛直板３Ａに取り付けられている。

以下、上記構成を有する本発明の動作を説明する。

図１に示す流体内推進装置を構成するリンク機構１を、流体内、例えば水中に浸漬すると、水流Ｗ１（図４（Ｂ））により、次の動作が行われる。

即ち、上記水流Ｗ１（図４（Ｂ））により、本発明を構成するリンク機構１（図１）の上部と下部に配置されているシリコンゴム４、５が、図４（Ｂ）において右方向の力を受ける。

シリコンゴム４、５が右方向の力を受けると、該シリコンゴム４、５は前端部の回転軸２を中心として反時計方向に回転することにより、所定の角度αに傾く。

そして、シリコンゴム４、５は、後端部の固定板３を介してリンク機構１に固定されているので、シリコンゴム４、５が反時計方向に回転すると、該リンク機構１の第３リンク部材１Ｃと第４リンク部材１Ｄが共に反時計方向に回転し、それに伴い、第２リンク部材１Ｂが第１リンク部材１Ａに対して平行に右方向に移動する。

これにより、リンク機構１は、当初の長方形から平行四辺形に変形する（図４（Ａ）→図４（Ｂ））。

しかし、このようにリンク機構１全体が変形しても、シリコンゴム４、５の後端部の固定板３の第２リンク部材１Ｂに対する位置関係である直交関係は不変であり、このため、図示するように、シリコンゴム４、５は、水流Ｗ１に対して凹曲面を形成し、原理図のうちの図６（Ｃ）の状態と同じになり、極めて大きな推進力が得られるようになっている。

このとき、シリコンゴム４、５の（図５）凹曲面の内側の水流Ｗ１は、図５の紙面に向かって左下方に押圧され、その反作用として、シリコンゴム４、５は右上方の力Ｆを受ける。

右上方の力Ｆの鉛直成分Ｌは、揚力であってこれが本発明の推進力となって既述したように極めて大きな推進力が得られ、また、水平成分Ｒは、抵抗であって、シリコンゴム４、５を反時計方向に回転させる。

上記の動作は、左方からの水流Ｗ１（図４（Ｂ））に基づく本発明の動作であるが、図４（Ｃ）に示す右方からの水流Ｗ２に基づく場合も同様であり、前記図４（Ｂ）と同様の作用・効果を奏する。

本発明は、流体流に追従して所定の角度で傾くと共に、凹曲面を形成することにより、推進効率を向上させる流体内推進装置に利用され、極めて有用である。

本発明による流体内推進装置の斜視図である。 本発明による流体内推進装置の分解斜視図である。 本発明による流体内推進装置の上面図である。 本発明による流体内推進装置の動作説明図である。 本発明による流体内推進装置に働く力を示す図である。 尾鰭の変形形状と揚力の大きさとの関係を示す一般的説明図である。

符号の説明

１ リンク機構
１Ａ 第１リンク部材
１Ｂ 第２リンク部材
１Ｃ 第３リンク部材
１Ｄ 第４リンク部材
２ 回転軸
３ 固定板
４ 上部弾性部材
５ 下部弾性部材
６ 装着部
７ 第１結合部
８ 第２結合部
９ 取付部
１０ 固定軸
１１〜１５ ねじ

Claims (5)

1. リンク機構と、該リンク機構の前端部に設けられた回転軸と、該リンク機構の後端部に設けられた固定板と、リンク機構に関して回転軸の上部及び固定板の上部を連結する上部弾性部材と、リンク機構に関して回転軸の下部及び固定板の下部を連結する下部弾性部材を有することを特徴とする流体内推進装置。
2. 上記リンク機構は、互いに平行な２本の第１リンク部材と第２リンク部材、及び第３リンク部材と第４リンク部材により構成され、各リンク部材の端部はピンを介して結合されている請求項１記載の流体内推進装置。
3. 上記リンク機構を構成する第１リンク部材と第２リンク部材のほぼ中央部には、第１結合部を介して回転軸が、第２結合部を介して固定板がそれぞれ設けられている請求項１、又は２記載の流体内推進装置。
4. 上記固定板は、リンク機構を構成する第２リンク部材に対して前後方向において直交している請求項３記載の流体内推進装置。
5. 上記上部弾性部材と下部弾性部材は、それぞれシリコンゴムにより形成されている請求項１記載の流体内推進装置。

Images