TW201332613A - 流體阻力低減構造及使用該構造的臉部或頭部裝設具 - Google Patents

Abstract

流體阻力低減構造，是相互隔有間隔(i)，並且使複數凸條(2)對於流體的流動方向具有角度(α)地形成於物體的流體接觸面(1)。臉部或頭部裝設具，是將前述流體阻力低減構造使用於其流體接觸面(1)者。由此，可提供一種簡單的構造且流體阻力低減效果高的流體阻力低減構造，並且可提供一種使用該流體阻力低減構造的流體阻力低減效果高的臉部或頭部裝設具。

Description

流體阻力低減構造及使用該構造的臉部或頭部裝設具

本發明，是有關於低減對於液體和氣體的流體阻力的流體阻力低減構造、及使用該構造的護目鏡、眼鏡、安全帽等的臉部或頭部裝設具。

習知，作為低減對於液體和氣體的流體阻力的流體阻力低減構造，在日本特開平2010-7846號公報中，如第9、10圖所示，存在具備：在物體的流體接觸面11相互地隔有間隔形成的μm單位的複數凸部12、及在前述凸部12的上面13形成大致平行的μm單位的複數突條部14。

如此構成的習知的流體阻力低減構造，是使形成於凸部12的上面13的突條部14，將表面流層流化使液體和空氣等的流體的流動穩定化，並且使表面流藉由包圍凸部12及凸部12地流動而被層流化，就可以在層流領域、亂流領域的其中任一皆可低減流體阻力。

但是如日本特開平2010-7846號公報所示的習知的流體阻力低減構造，是在流體接觸面11形成前述μm單位的複數凸部12，在這些凸部12的上面13形成大致平行地μm單位的複數突條部14，形成有前述凸部12及突條部 14的物體，例如船舶、水中機械手臂、潛水機、飛機、鐵道車輛、汽車等的移動體、推進器(螺旋槳)、風力發電葉片等的旋轉體、泳衣等，屬於流體接觸面較大的物體的流體阻力低減構造，因其加工微小而具有困難的問題點。

進一步，如日本特開平2010-7846號公報所示的習知的流體阻力低減構造，其流體阻力低減效果約10%(水流速度0.5m/s)，雖具有流速愈大(水流速度2m/s)愈顯著的記載，但是流體阻力低減效果仍低，對於流體接觸表面小的物體具有無效率的問題點。

在此，本發明的課題，是解決上述習知的問題點，其目的是提供簡單的構並且流體阻力低減效果高的流體阻力低減構造，並且提供使用該流體阻力低減構造的流體阻力低減效果高的臉部或頭部裝設具。

本發明的流體阻力低減構造，是相互隔有間隔i，並且將複數凸條2，對於流體的流動方向具有角度α地形成於物體的流體接觸面1。

進一步，本發明的流體阻力低減構造，是相互隔有間隔i，並且將複數凹條3，對於流體的流動方向具有角度α地形成並物體的流體接觸面1。

且本發明的流體阻力低減構造，是相互隔有間隔i，並且將複數凹凸條4，對於流體的流動方向具有角度α地形成於物體的流體接觸面1。

進一步，本發明的流體阻力低減構造，是將複數凹凸條4，對於流體的流動方向具有角度α地形成於物體的流體接觸面1。

在本發明的流體阻力低減構造中，前述間隔i設成0<i≦250mm。

在本發明的流體阻力低減構造中，前述間隔i設成0<i≦250mm，前述凸條2的高度h設成0<h≦5mm、寬度w設成0<w≦250mm。

在本發明的流體阻力低減構造中，前述間隔i設成0<i≦250mm，前述凹條3的深度d設成0<d≦5mm、寬度w設成0<w≦250mm。

在本發明的流體阻力低減構造中，前述凹凸條4的間隔i設成0<i≦250mm，前述凹凸條4的高度h設成0<h≦5mm、深度d設成0<d≦5mm、寬度w設成0<w≦250mm。

在本發明的流體阻力低減構造中，前述凹凸條4的長度方向的剖面形狀設成波形狀。

在本發明的流體阻力低減構造中，前述波形狀的波長λ及振幅a的關係為0.020≦a/λ≦0.050。

在本發明的流體阻力低減構造中，前述角度α設成45~135度的範圍。

在本發明的流體阻力低減構造中，在前述流體接觸面1，賦予親水性或撥水性。

在本發明的流體阻力低減構造中，在前述流體接觸面 1，賦予親水性及撥水性。

且本發明的臉部或頭部裝設具，是使用前述流體阻力低減構造。

本發明，因為是如以上所述構成，所以可以提供簡單的構造，並且流體阻力低減效果高的流體阻力低減構造，即使流體接觸面小的物體，也可以簡單地實施該流體阻力低減構造。

進一步，本發明，對於流體接觸面小的物體也就是臉部或頭部裝設具，可以簡單地實施該流體阻力低減構造，該臉部或頭部裝設具的流體阻力低減效果也可提高。

以下，依據圖面詳細說明實施本發明的流體阻力低減構造及使用該構造的臉部或頭部裝設具用的形態。

本發明的流體阻力低減構造，是相互隔有mm單位的間隔i，並且將mm單位的複數凸條2，對於流體的流動方向具有角度α地形成於物體的流體接觸面1。藉由如此，在本發明中，可以低減發生於與流體的界面的表面摩擦阻力。又，在本發明中，可取代前述凸條2，而形成凹條3或凹凸條4也可以。且，形成凹凸條4的情況時，不隔有間隔i也可以實施。

本發明的流體阻力低減構造，是在前述流體接觸面1中，流體為水的情況時，因為可更低減發生於與水的界面的表面摩擦阻力，所以可以賦予親水性、或賦予撥水性。 在賦予前述親水性、或賦予撥水性時，將親水性及撥水性的一方朝前述流體接觸面1的整體賦予、或部分地賦予也可以，且將親水性及撥水性的雙方朝前述流體接觸面1的整體賦予、或部分地賦予也可以。

本發明的臉部或頭部裝設具，是使用前述流體阻力低減構造，例如圖示，實施於游泳用護目鏡的情況時，相互隔有mm單位的間隔i，並且將mm單位的複數凸條2、凹條3或凹凸條4，對於流體的流動方向具有角度α地形成於該游泳用護目鏡的流體接觸面1。

本發明的臉部或頭部裝設具，是除了前述游泳用護目鏡以外，可舉例：當各種運動時裝設的眼鏡和太陽眼鏡、當騎機車或滑雪時裝設的安全帽、護目鏡等，但是當游泳時和騎機車時等的池水、風雨等的流體為流動的環境下只要可裝設於臉部或頭部的物品即可。

前述流體接觸面1，是在游泳用護目鏡中，如圖示，該當於接眼遮罩C的透鏡前面1a、上面1b、下面1c、外側面1d，在眼鏡和太陽眼鏡中，該當於透鏡前面、框架的上面、下面、外側面，在安全帽中，該當於護罩前面、安全帽上面、安全帽兩側面。又，接眼遮罩C的透鏡前面1a、眼鏡和太陽眼鏡的透鏡前面，安全帽的護罩前面，因為會成為裝設者的視界的妨害，所以不形成前述凸條2、凹條3或凹凸條4較佳。

前述間隔i，可以設成0<i≦250mm，隨著流體的流動變快速於0<i≦250mm的範圍變窄，隨著流體的流動變慢 於0<i≦250mm的範圍變寬等，可以設定成使阻力對應流體的速度變小。

前述凸條2，可以將寬度方向的剖面形狀形成半圓形、橢圓形、三角形、正方形、長方形、梯形等的各種的形狀，可以將高度h設成0<h≦5mm、寬度w設成0<w≦250mm，隨著流體的流動變快速將高度h設成於0<h≦5mm變低，將寬度w於0<w≦250mm的範圍變窄，隨著流體的流動變慢將高度h設成於0<h≦5mm變高，將寬度w設成於0<w≦250mm的範圍變寬等，可以設定成使阻力對應流體的速度變小。

前述凹條3，可以將寬度方向的剖面形狀形成半圓形、橢圓形、三角形、正方形、長方形、梯形等的各種的形狀，可以將深度d設成0<d≦5mm、寬度w設成0<w≦250mm，隨著流體的流動變快速將深度d設成於0<d≦5mm變淺，將寬度w設成於0<w≦250mm的範圍變窄，隨著流體的流動變慢將深度d設成於0<d≦5mm變深，將寬度w設成於0<w≦250mm的範圍變寬等，可以設定成使阻力對應流體的速度變小。

前述凹凸條4，其寬度方向的剖面形狀、高度h、深度d、寬度w可以形成與前述凸條2及凹條3同樣，但是長度方向的剖面形狀可以設成如第3、7a、8圖所示波形狀。此情況，使前述波形狀的波長λ及振幅a的關係成為0.020≦a/λ≦0.050的話，就可以有效地使流體阻力變小。

又，將前述凸條2、凹條3及凹凸條4形成於游泳用護目鏡的接眼遮罩C的情況時，在由合成樹脂所構成的接眼遮罩C中，可以在其一體成型時同時形成，但是在臉部或頭部裝設具無法由合成樹脂一體成型者、和由合成樹脂以外所構成者中，可以事先在合成樹脂薄片形成前述凸條2、凹條3及凹凸條4，再將此合成樹脂薄片貼附在該臉部或頭部裝設具的流體接觸面。

前述角度α，是超越0度且180度未滿，較佳是45~135度，更佳在90度。又，裝設游泳用護目鏡進行游泳的情況的流體的流動方向，因為是如圖示，將臉朝向正面的泳法時，可以設成與接眼遮罩C的透鏡前面1a大致垂直，但是將臉朝斜下的泳法時，因為可以設成對於接眼遮罩C的透鏡上面1b大致垂直，所以即使前述角度α雖會依據泳法相異，但是任何情況皆45~135度較佳。且，裝設眼鏡和太陽眼鏡騎自行車的情況等的流體的流動方向，因為是將臉朝正面的姿勢時，是可以設成對於眼鏡和太陽眼鏡的透鏡前面大致垂直，臉為前傾姿勢時，可以設成對於眼鏡和太陽眼鏡的透鏡前面傾斜，所以即使前述角度α會依據騎自行車的姿勢相異，但是任何情況皆45~135度較佳。進一步，裝設機車用的安全帽和護目鏡將駕駛機車的情況的流體的流動方向，也因為將臉朝向正面的姿勢時，可以設成對於安全帽和護目鏡的護罩前面大致垂直，臉為前傾姿勢時，可以設成對於安全帽和護目鏡的護罩前面傾斜，所以即使前述角度α會依據駕的姿勢而相異，但 是任何情況皆45~135度較佳。

本發明的臉部或頭部裝設具，是在前述流體接觸面1中，流體是如池水和雨水的水的情況時，為了將發生於與該水的界面的表面摩擦阻力更低減，可以賦予親水性或賦予撥水性。賦予親水性或賦予撥水性時，藉由塗抹親水性材料和撥水性材料，使成為奈米針狀構造也可以。與奈米針狀構造，是指奈米構造的針狀物被多數配列的構造，藉由鑽石切削加工等施加微細凹凸加工而獲得。又，前述親水性或撥水性，是交互地設在流體接觸面1的凸條2及間隔i、凹條3及間隔i、凹凸條4及間隔i、凹凸條4的凹凸的各處，或只有在這些處設在其中任一方也可以。

接著詳細說明，將本發明的流體阻力低減構造，使用於臉部或頭部裝設具的一例也就是游泳用護目鏡時的實施例。

(實施例1)

在游泳用護目鏡(山本光學股份有限公司，商品名：SniperSR-10)的接眼遮罩的上面、下面及外側面，各別將寬度方向的剖面形狀為半圓形的高度0.2mm的凸條由0.4mm間隔形成，在前述接眼遮罩的上面將角度α設成90度，在接眼遮罩的下面將角度α設成90度，在接眼遮罩的外側面將角度α設成90度，測量流水速度1.4 m/sec時的流體阻力。測量結果如表1所示。

(實施例2)

在游泳用護目鏡(山本光學股份有限公司，商品名：SniperSR-10)的接眼遮罩的上面、下面及外側面，各別將寬度方向的剖面形狀為半圓形的深度0.2mm的凹條由0.4mm間隔形成，在前述接眼遮罩的上面將角度α設成90度，在接眼遮罩的下面將角度α設成90度，在接眼遮罩的外側面將角度α設成90度，測量流水速度1.4 m/sec時的流體阻力。測量結果如表1所示。

(實施例3)

在游泳用護目鏡(山本光學股份有限公司，商品名：SniperSR-10)的接眼遮罩的上面、下面及外側面，各別將寬度方向的剖面形狀為波形的波長5.7mm、振幅0.2mm的凹凸條，在前述接眼遮罩的上面將角度α設成90度，在接眼遮罩的下面將角度α設成90度，在接眼遮罩的外側面將角度α設成90度，測量流水速度1.4 m/sec時的流體阻力。測量結果如表1所示。

(比較例1)

在游泳用護目鏡(山本光學股份有限公司，商品名：SniperSR-10)的接眼遮罩的上面、下面及外側面，不形成凸條2、凹條3及凹凸條4，在前述接眼遮罩的上面將角度α設成90度，在接眼遮罩的下面將角度α設成90度，在接眼遮罩的外側面將角度α設成90度，測量流水速度 1.4 m/sec時的流體阻力。測量結果如表1所示。

如表1所示，游泳用護目鏡的接眼遮罩中的流體阻力低減率，是成為15.4~40.7%，流體阻力低減效果很高。

因此，從以上的實施例可證實，本發明的流體阻力低減構造，是簡單的構造，並且流體阻力低減效果高，使用該流體阻力低減構造的臉部或頭部裝設具，是流體阻力低減效果高。

1‧‧‧流體接觸面

1a‧‧‧前面

1b‧‧‧上面

1c‧‧‧下面

1d‧‧‧外側面

2‧‧‧凸條

3‧‧‧凹條

4‧‧‧凹凸條

5‧‧‧波長

11‧‧‧流體接觸面

12‧‧‧凸部

13‧‧‧上面

14‧‧‧突條部

[第1圖]使用本發明的流體阻力低減構造的臉部或頭部裝設具的一例也就是游泳用護目鏡的立體圖。

[第2圖]第1圖所示的游泳用護目鏡中的接眼遮罩的表面的一形態的放大圖。

[第3圖]第1圖所示的游泳用護目鏡中的接眼遮罩的表面的其他的形態的放大圖。

[第4圖]第2圖所示的接眼遮罩的前視圖。

[第5圖]第2圖的A₁-A₁線的接眼遮罩的部分放大剖面圖。

[第6圖]第2圖的B₁-B₁線的接眼遮罩的放大剖面圖。

[第7圖a]第3圖的A₂-A₂線的接眼遮罩的一形態的部分放大剖面圖。

[第7圖b]第3圖的A₂-A₂線的接眼遮罩的其他的形態的部分放大剖面圖。

[第8圖]第3圖的B₂-B₂線的接眼遮罩的放大剖面圖。

[第9圖]習知的流體阻力低減構造的部分放大立體圖。

[第10圖]習知的流體阻力低減構造的凸部的放大立體圖。

1‧‧‧流體接觸面

1a‧‧‧前面

1c‧‧‧下面

1d‧‧‧外側面

2‧‧‧凸條

3‧‧‧凹條

C‧‧‧接眼遮罩

Claims (14)

1. 一種流體阻力低減構造，其特徵為：將複數凸條(2)、凹條(3)或凹凸條(4)的其中任一，對於流體的流動方向具有角度(α)地形成於物體的流體接觸面(1)。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的流體阻力低減構造，其中，前述凸條(2)、或凹條(3)或凹凸條(4)，是相互隔有間隔(i)。
3. 如申請專利範圍第2項所記載的流體阻力低減構造，其中，前述間隔(i)設成0<i≦250mm，前述凸條(2)的高度(h)設成0<h≦5mm、寬度(w)設成0<w≦250mm。
4. 如申請專利範圍第2項所記載的流體阻力低減構造，其中，前述間隔(i)設成0<i≦250mm，前述凹條(3)的深度(d)設成0<d≦5mm、寬度(w)設成0<w≦250mm。
5. 如申請專利範圍第2項所記載的流體阻力低減構造，其中，前述凹凸條(4)的間隔(i)設成0<i≦250mm，前述凹凸條(4)的高度(h)設成0<h≦5mm、深度(d)設成0<d≦5mm、寬度(w)設成0<w≦250mm。
6. 如申請專利範圍第1項所記載的流體阻力低減構造，其中，前述凹凸條(4)的長度方向的剖面形狀設成波形狀。
7. 如申請專利範圍第6項所記載的流體阻力低減構造，其中，前述波形狀的波長(λ)及振幅(a)的關係為0.020≦a/λ≦0.050。
8. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所記載的流體阻力低減構造，其中，前述角度(α)設成45~135度。
9. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所記載的流體阻力低減構造，其中，在前述流體接觸面(1)，賦予親水性或撥水性。
10. 如申請專利範圍第1~7項中任一項所記載的流體阻力低減構造，其中，在前述流體接觸面(1)，賦予親水性及撥水性。
11. 一種臉部或頭部裝設具，其特徵為：使用如申請專利範圍第1~7項中任一項所記載的流體阻力低減構造。
12. 一種臉部或頭部裝設具，其特徵為：使用如申請專利範圍第8項所記載的流體阻力低減構造。
13. 一種臉部或頭部裝設具，其特徵為： 使用如申請專利範圍第9項所記載的流體阻力低減構造。
14. 一種臉部或頭部裝設具，其特徵為：使用如申請專利範圍第10項所記載的流體阻力低減構造。