(57)【要約】      （修正有）【課題】高い安全性と大きな楽しみを与える水泳用足ヒレ設計を提供する。【解決手段】水中翼および水泳用足ヒレの揚力を増大し、抵抗を減少させる方法が開示される。この方法は、水中翼（１０４）に大きく後退した前縁（１０８）を備えること、および水中翼（１０４）をかなり減少された迎え角に配向することを含んでおり、この減少された迎え角は周囲の流体媒体中を移動する水中翼の方向に対して実質的に横方向の角度で生じる。水中翼の中心軸線に沿って実質的に配置される実質的に長手方向の凹部すなわち通水機構を水中翼に備える方法が開示される。この中央凹部すなわち通水機構は、水中翼の風下面に沿って取り付いた状態で水が流れて、凹部すなわち通水機構を通って迎え面から流れる水と合流するのを可能にするので、揚力が効果的に発生される。【選択図】図５
2008068101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水泳用足ヒレであって、
（ａ）  靴部材、
（ｂ）  前記靴部材に取り付けられるブレード部材であって、前記靴部材の前方延長部分を形成し、かつ２つの対向面と、外側側縁と、前記靴部材に近縁の根元部分と、前記根元部分および前記靴部材から離隔された後縁部分とを有するブレード部材、
（ｃ）  前記外側側縁に取り付けられかつ横向け態様で前記ブレード部材の重要部分を実質的に境界付ける二つの細長い補強部材であって、
（ｄ）  前記ブレード部材が前記補強部材に相対して十分な弾性を有し、前記ブレード部材に前記補強部材間で屈曲を可能にさせて、キッキング・ストローク中に生じる水圧を受けて前記ブレード部材の攻撃面に沿って実質的に縦方向のチャンネルを形成し、および
（ｅ）  前記ブレード部材内に形成されかつ実質的に前記縦方向のチャンネル内部に配置された開口であって、前記開口が前記ブレード部材の前記後方部分に近縁の所定の位置において始まり、前記靴部材に向かって延びていてかつ前記開口のベースを形成すべく終端し、前記ベースが前記靴部材から所定の間隔を置いて位置され、捩れ得る前記ブレード部材の内方縁を画成する開口を含む水泳用足ヒレ。
【請求項２】
請求項１に記載の水泳用足ヒレにおいて、前記足ヒレが熱可塑性、ポリウレタン、合成ゴム、天然ゴム、弾性繊維、繊維、織物状材料、繊維補強材料、金属材料および合成材料からなるグループから選択された材料を包含し、および、前記水泳用足ヒレが化学結合剤、熱化学結合剤、および機械的な結合材からなるグループから選択された結合材でもつて組立てられている水泳用足ヒレ。
【請求項３】
請求項１に記載の水泳用足ヒレにおいて、前記開口が前記後方部分を二つの捩れ先端部分に分割するに十分であり、該捩れ先端部分がキッキング・ストローク中に生じる前記水圧を受けて著しく減少した迎え角に向かって実質的な縦方向の軸線回りの顕著な捩れを受けるべく配置されている水泳用足ヒレ。
【請求項４】
足ヒレの性能を向上させる方法であって、
（ａ）  前記足ヒレを所定の本体に装着すること、
（ｂ）  前記流体媒体に対して相対的な運動を備えて前記足ヒレを、前記相対運動の方向に対して相対的に迎え面と流下面を有することを許す態様で流体媒体に相対的な運動を具えた前記足ヒレを提供すること、
（ｃ）  実質的に長手方向のチャンネル形状をした輪郭を具備した前記足ヒレの前記迎え面を提供すること、
（ｄ）  実質的に他形の輪郭を具備した前記足ヒレの前記足ヒレの前記流下面を提供すること、
（ｅ）  前記足ヒレの中心軸線に実質的に位置される前記足ヒレの内部に通気手段を提供することであって、
前記通気手段が前記相対運動に対して相対的な迎え表面化開口および流下表面開口を有し、および
前記通気手段が前記迎え面に沿って存在する前記流体媒体の顕著な部分に、前記通気氏油断の前記迎え面開口に進入しかつ前記足ヒレの前記迎え面の外側側縁近くに外向きに向けられた翼幅方向に貫流条件において顕著な減少を引き起こすに有効な量だけ前記通気手段の前記流下面開口を出て行くことを許すべく配置されること、
（ｆ）  前記外側側縁と前記流下開口との間の前記流化面に沿って流れる前記流体媒体内部の圧力の顕著な増大を生じさせるに十分な固着態様で前記通気手段の前記面開口に向かって前記足ヒレの前記外側側縁から十分に前記流下面回りに前記流体媒体を流れを許す態様で、前記足ヒレの前記流下面の回りに実質的に障害のない通路を提供することであって、前記圧力の減少が前記足ヒレ上に顕著に強力な引き上げ力を発生させるに有効な量だけ生じさせること、および
（ｇ）  引き上げ力が前記足ヒレから前記本体上に伝達されるにつれ、前記引き上げ力を生じさせる際に有効な配向を実質的に維持させることができるに有効な量だけの前記引き上げ力の作用を受けて、前記足ヒレの変形を制限することを含む方法。
【請求項５】
推進ホイルの性能を向上させる方法であって、
（ａ）  前記ホイルを所定の本体に装着すること、
（ｂ）  前記ホイル上の迎え面と流下面とを創造する態様で、前記ホイルと流体媒体との間に相対的な運動を提供すること、
（ｃ）  前記ホイルの外側側縁間に実質的に下反角をした輪郭を具備した前記ホイルの前記迎え面を提供すること、
（ｄ）  前記ホイルを通る通路であって、前記流体媒体が前記通路の迎え面部分から前記通路に実質的に侵入しかつ前記通路の流下面部分を通って前記通路を出て行くように、前記相対運動中に実質的に前記迎え面から前記流下面に向けられる態様で、前記流体媒体を前記通路を通って流れさせることができる前記ホイルの外側側縁間に実質的に位置される前記ホイルを通る通路を提供すること、
（ｅ）  前記迎え面に沿って前記流体媒体の顕著な部分を与え、前記通路前記迎え面部分から実質的に向けられかつ前記ホイルの前記外側側縁に向かって分岐する迎え面外向き流体運動を受ける態様で、前記迎え面上の前記下反角の輪郭を配置すること、
（ｆ）  実質的に前記通路の前記流下部分から始まりかつ前記ホイルの前記外側側縁に向かって分岐する流下面外向き流体運動を受けるべく前記流下面に沿って前記流体媒体を励起するに有効な量だけ前記外側側縁間に流下面下反角輪郭を具備して前記流下面を提供すること、
（ｇ）  前記ホイル上に顕著に強い引き上げ力を生じるよう前記流下面の回りに十分な固着状態で起きる前記流下面外向き流体運動を許す態様で前記流下面下反角輪郭を配置すること、
（ｈ）  前記引き上げ力の顕著な増大を起こすのに有効な量で前記ホイルの前記外側側縁に存在する前記迎え面外向き流体運動と同化することを前記流下面外向き流体運動を許すべく前記流下面に沿って十分に障害にならない流路を提供すること、
（ｉ）  前記流下面に沿って流れの分離の発生を顕著に減少させるのに有効な量だけ生じる前記流下面外向き流体運動を可能にした十分に大きな流量を具備した前記通路を提供すること、および
（ｊ）  前記引き上げ力が前記ホイルから前記本体に伝達されるにつれ、前記引き上げ力を発生させる際に、有効な配向を実質的に維持することを前記ホイルに許すよう十分な剛性を具備した前記ホイルを提供することを含む方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記通路が前記ホイルを二つの半翼部分に実質的に分割する前記ホイル内部の間隙を含む方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、前記間隙が前記ホイルの後方縁に沿って始まりかづ前記所定の本体に装着された前記ホイルの部分に向かって延びる実質的に長手方向の凹部を含む方法。
【請求項８】
水泳用足ヒレを提供する方法であって、（ａ）足固着部材を提供すること、（ｂ）前記足固着部材に接続されかつ前記足固着部材の前方延長部を形成するブレード部材を提供し、該ブレード部材が前記足固着部材に隣接した根元ブレード部分および前記足固着部材から離隔された自由端ブレード部分、外側側縁、および対向する面を有し、前記ブレード部材が前記根元ブレード部分と前記長手方向中間点との間の中途に位置した４分の１のブレード位置にを有して提供されること、（ｃ）前記対向面の少なくとも一方を少なくとも一つの窪んだチャンネル形状をした凹部を具備して提供すること、および、（ｄ）前記ブレード部材の内部に配置された少なくとも一つの通気口を、該少なくとも一つの通気口の少なくとも一部分が前記４分の１のブレード位置の区域前方に位置されて提供することを含む方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記少なくとも一つのくぼんだチャンネル形状の凹部が実質的に縦方向の整合部を有する方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、前記少なくとも一つのくほんだチャンネル形状をした凹部が実質的に横方向の整合部を有する方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法において、前記ブレード部材が実質的に長手方向の整合部を有し、さらに前記少なくとも一つの窪んだチャンネル形状をした凹部が前記実質的に長手方向の整合部に対してある角度で向けられている方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の方法において、前記少なくとも一つの窪んだチャンネル形状をした凹部が前記ブレード部材に熱化学結合剤でもって成形されている相対的に柔らかい熱可塑性材料で作られている方法。
【請求項１３】
請求項８に記載の方法において、前記足固着部材が相対的に柔らかい熱可塑性材料で作られ、前記ブレード部材が相対的に剛性の熱可塑性材料でもって作られていて、および前記少なくとも一つの窪んだチャンネル形状した凹部が射出成形工程の位相中に前記足固着部材の前記相対的に柔らかい熱可塑性材料でもって作られている方法。
【請求項１４】
請求項８に記載の方法において、前記ブレード部材が使用中に減少した迎え角に縦方向の軸線回りに枢動するよう配置されている方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、前記横方向軸線が前記足固着部材に隣接している方法。
【請求項１６】
請求項８に記載の方法において、前記ブレード部材が使用中に縦方向軸線の回りに減少した迎え角に枢動するよう配置されている方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法において、前記減少した迎え角がキッキング抵抗を減少するに十分である方法。
【請求項１８】
請求項８に記載の方法において、前記ブレード部材が前記水泳用足ヒレにヒンジ付けされた少なくとも一つの枢動ブレード領域を有する方法。
【請求項１９】
請求項８に記載の方法において、前記ブレード部材が前記水泳用足ヒレに熱可塑性ヒンジ要素でもってヒンジ付けされた少なくとも一つの枢動ブレード領域を有する方法。
【請求項２０】
請求項８に記載の方法において、前記ブレード部材が前記根元部分と前記自由端部分との間に長手方向の中間点を有し、および前記少なくとも一つの窪んだチャンネル形状をした凹部の少なくとも一部分が前記長手方向の中間点の前方に位置されている方法。
【請求項２１】
請求項８に記載の方法において、前記少なくとも一つの通気口が前記水泳用足ヒレの中心軸線に隣接して位置されている方法。
【請求項２２】
請求項８に記載の方法において、前記少なくとも一つの通気口が前記少なくとも一つの窪んだチャンネル形状をした凹部の内部に実質的に位置されている方法。
【請求項２３】
ード部材に取り付けられ、前記少なくとも一つの窪んだチャンネル形状をした凹部が前記二つの離隔した別々の長手方向のリブ部材の間の域において前記対向する面の前記少なくとも一方の内部に配置されている方法。
【請求項２４】
水泳用足ヒレを提供する方法であって、（ａ）つま先領域を有する足固着部材を提供すること、（ｂ）前記足固着部材の前方のブレード部材を提供し、前記水泳用足ヒレが長手方向整合部を有し、前記水泳用足ヒレが前記足固着部材から離隔された自由端部分を有し、前記水泳用足ヒレが前記自由端部分と前記つま先部分との間に存在する所定の長手方向寸法を有し、前記水泳用足ヒレが前記自由端部分と前記つま先部分との間の長手方向の中間点を有すること、および、（ｃ）前記水泳用足ヒレにおける還元材料の細長い領域を提供し、前記還元材料の細長い領域の少なくとも一部分が前記長手方向の中間点の前方であって、前記還元材料の前記細長い領域の少なくとも一部分が前記水泳用足ヒレの前記長手方向整合部に対してある角度にある整合部を有している還元材料の細長い領域を提供することを含む方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、前記還元材料の細長い領域が前記ブレード部材における厚みの減少した領域である方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法において、前記還元材料の細長い領域が実質的に真直ぐである方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法において、前記ブレード部材が対向した面を有し、および前記還元材料の前記細長い領域が前記対向する面の少なくとも一方の内部の細長い凹部である方法。
【請求項２８】
請求項２４に記載の方法において、前記ブレード部材に少なくとも一つの細長いリブ部材が接続され、前記少なくとも一つの細長いリブ部材が前記足固着部材の近くで十分な可撓性を有し、前記少なくとも一つの細長いリブ部材および前記ブレード部材の顕著な部分に使用中に顕著に減少した縦方向の迎え角に前記足固着部材近くの横方向軸線回りに曲がらせる方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、相対的に可撓性の熱可塑性材料が射出成形工程の位相中に前記還元材料の細長い領域の内部に配置されている方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法において、相対的に可撓性の熱可塑性材料が射出成形工程の位相中に生じられる化学結合剤でもって前記還元材料の細長い領域に接続されている方法。
【請求項３１】
請求項２４に記載の方法において、前記前記ブレード部材が外側側縁を有し、細長いリブ部材が前記外側側縁に隣接した前記ブレード部材に接続され、前記還元材料の細長い領域が前記ブレード部材を前記細長いリブ部材間で曲がり負荷を受けて長手方向のチャンネル形状をした輪郭を形成するよう前記ブレード部材に作用すべく配置されている方法。
【請求項３２】
請求項２４に記載の方法において、前記還元材料の細長い領域が前記水泳用足ヒレの内部の可撓性を増大した領域である方法。
【請求項３３】
請求項２４に記載の方法において、前記還元材料の細長い領域が横方向の凹部である方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、可撓性膜が前記横方向凹部の内部に配置されている方法。
【請求項３５】
請求項２４に記載の方法において、開口が還元材料の前記細長い領域内部に配置されている方法。
【請求項３６】
請求項２４に記載の方法において、還元材料の前記細長い領域が前記長手方向の整合部に対して横方向である方法。
【請求項３７】
請求項２４に記載の方法において、前記還元材料の前記細長い領域の前記整合部が横方向の整合部および角度を付けた整合部からなるグループから選択される方法。
【請求項３８】
請求項２４に記載の方法において、前記自由端部分が前記自由端を二つの先端部分に分割するに十分な凹部を有する方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法において、前記凹部が捩れ得る前記ブレード部材の内側縁を形成する方法。
【請求項４０】
請求項３８に記載の方法において、前記ブレード部材の少なくとも一つの部分が縦方向の軸線回りに横方向に減少した迎え角において配向されるよう配置されている方法。
【請求項４１】
請求項２４に記載の方法において、前記整合部を有する還元材料の前記細長い領域の前記少なくとも一つの部分が前記長手方向の中間点の前方である方法。
【請求項４２】
請求項２４に記載の方法において、前記前記水泳用足ヒレの少なくとも一部分が減少した迎え角に曲がるよう配置され、前記ブレード部材が流下面を有し、前記減少した迎え角が使用中に前記ブレード部材の前記流下面回りに乱流の形成を減少するに十分である方法。
【請求項４３】
請求項４２に記載の方法において、前記減少した迎え角が横方向の枢動軸線回りに生じる縦方向の減少した迎え角である方法。
【請求項４４】
請求項２４に記載の方法において、前記細長い領域の還元材料が前記ブレード部材の少なくとも一つの域を使用中に減少した迎え角に枢動させることができる方法。
【請求項４５】
水中翼の性能を向上する方法であって、
（ａ）前記水中翼と流体媒体との間の相対運動によって生じられる流体圧力の作用から前記水中翼上の変化する負荷条件を発生する態様で前記相対運動を提供すること、
（ｂ）前方縁部分、後方縁部分、外側端部分および根元部分を有する実質的に弾性ブレード部分を具備した前記水中翼を提供すること、
（ｃ）相対運動を許す態様で、前記可撓性ブレード部分の前記前方縁部分に補強部材を固着することであって、前記相対運動が、前記水中翼上の引き上げ力の発生を顕著に増大する前記変化する負荷条件のもとで十分に減少した迎え角を達成するように前記可撓性ブレード部分の顕著な部分のために有効な量で生じること、
（ｄ）前記引き上げ力前記補強部材から前記本体への顕著に運搬されることを許す態様で、前記補強部材のベースを所定の本体に装着すること、
（ｅ）前記引き上げ力が前記水中翼から前記所定の本体に伝達されるにつれて、前記可変の負荷条件もとで前記引き上げ力を発生することができる配向を実質的に維持することを前記水中翼に許すに十分な剛性を備えた前記補強部材を提供すること、
（ｆ）実質的に前記水中翼の前記根元部分に近縁の前記前方縁と前記後方縁との間に位置された抑制手段を提供することであって、前記抑制手段が前記変化する負荷条件の基で前記根元部分と前記外側端部分の前記弾性ブレード部分内において生じられる捩りを許すに有効な量だけ前記根元部分に近縁の前記相対運動の範囲を制限するよう配置されること、
（ｇ）前記補強部材の外側先端部分から前記抑制手段の後方部分へ実質的に延びている前記弾性ブレード部分の内部に曲がりゾーンを提供すること、
（ｈ）前記曲がりゾーンと前記弾性ブレード部分の前記後方縁部分との間に実質的に存在する前記弾性ブレード部分の枢動部分を提供すること、
（ｉ）前記曲がりゾーンと前記補強部材との間に実質的に存在する前記弾性ブレード部分の垂下部分を提供すること、および
（ｊ）前記垂下部分の流下面に沿って流れる前記流体媒体の内部の流れ分離において
顕著な現象を生じるべく十分減少した迎え角に前記負荷条件の基で変形するよう前記垂下部分を許す態様で、前記捩れ中に前記垂下部分でもって捩り応力の形成を減少させることであって、流れ分離における前記減少が前記水中翼における揚力の発生を顕著に増大させるに有効な量だけ起きることを含む方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法において、前記垂下部分内部の前記捩れ応力が新たな曲げゾーンを前記弾性ブレード部分の内部に形成するの許すに有効な量だけ減少され、
前記弾性ブレード部分が前記変化する負荷条件の基で前記新たな曲げゾーンの回りに前記減少した迎え角度に変形し、および
前記新たな曲げゾーンが前記足ヒレ上の前記揚力の発生を顕著に増大するに十分に前記足ヒレの前記後方縁部分に十分に密接して位置されている方法。
【請求項４７】
請求項４６に記載の方法において、前記補強部材が、前記弾性ブレード部分に前記揚力を発生する際に有効な配向に実質的に維持するのを許容しながら前記揚力を前記足ヒレから前記所定の本体に有効に伝達するに十分な剛性を十分にあるようにした方法。
【請求項４８】
請求項４５に記載の方法において、さらに前記弾性ブレード部分の変形を制御するための輪郭制御手段を提供し、前記輪郭制御手段が前記捩じり部分を揚力発生において実質的に無効である配向に変形しないように有効な量で前記捩れ部分の変形を制限するよう配置されている方法。
【請求項４９】
請求項４８に記載の方法において、前記輪郭を制御する手段が前記弾性ブレード部分に取り付けられた少なくとも一つの補強部材を含み、
前記補強部材が実質的に前記垂下部分から前記捩れ部分へ前記曲がりゾーンを横切って延び、および
前記補強部材が十分に剛性の材料から作られて、前記弾性ブレード部分が前記変化する負荷条件の下で座屈するのを阻止する方法。
【請求項５０】
請求項４９に記載の方法において、前記弾性ブレード部分が複数の前記補強部材を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中翼に、特に流体媒体に対して方向性のある動きを生み出すのに使用されるそのような装置に関し、また本発明は水泳補助具、特に泳者の足に取付けてキック動作によって推進力を生み出すそのような装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の足ヒレ（ｆｉｎ）のデザインで悩ませる主な欠点の一つは抵抗が過大なことである。これは痛みの伴う筋肉疲労を引き起こし、また泳者の足、踝および脚に痙攣を引き起こす。シュノーケルを着けて潜水するシュノーケリング（ｓｎｏｒｋｅｌｉｎｇ）、および潜水用水中呼吸器を着けて潜水するスキューバダイビング（ＳＣＵＢＡ  ｄｉｖｉｎｇ）といった一般的なスポーツにおいて、この問題はスタミナ、潜在的な水泳距離、および強い潮流に対する水泳能力を激しく低減する。脚の痙攣はしばしば突然に起こり、泳者がキックできないほどの痛みを生じ、これにより泳者は水中で動けなくなる。たとえ脚の痙攣が起きなくても、大きな抵抗との奮闘にエネルギーが使われて空気の消費が速まり、スキューバダイビングの全体的な潜水時間が短縮される。さらに、大きな労力を要する運動によってスキューバダイバーが潜函病（ｄｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｓｉｃｋｎｅｓｓ）にかかるリスクの増大されることが示されている。過大な抵抗は、危険な状況からの脱出を速めるように素早く水泳用足ヒレをキックする動作の難しさをも増大させる。そうしようとする試みは、踝および脚に過大な緊張を与えるが、速度の僅かな増大を得るに過ぎない。この労力レベルは短距離以外では維持するのが困難である。これらの理由から、スキューバダイバーは従来の潜水用足ヒレを使用中には、ゆっくりした長いストロークを用いている。このゆっくりしたキック運動は小さな推進力と組合わされてかなり遅い前進速度を生み出す。
【０００３】
発生する抵抗のほとんどは、足ヒレにおけるブレード部分のまわりに乱流を発生させることによる。この乱流は、従来の足ヒレ設計が揚力を発生させようとする揚力獲得時における流れの剥離および誘導抵抗の問題に適正に取り組んでいないために生じている。このことは効率を損ない、揚力を著しく減少させる。例えば航空機の翼において、ベルヌーイの定理は、凸状に湾曲した上面の上側を流れる空気は翼下面の下側を流れる空気よりも長い距離を移動しなければならないことを示している。この結果として、上面の上側を流れる空気はこの距離の増大を埋め合わせるために翼下側を流れる空気よりも高速移動しなければならない。このために、翼上面に沿って流れる空気は圧力が低下し、一方、翼下面の下側の空気圧は相対的に高い圧力を維持する。翼上面と下面との間のこの差圧が下面から上面へ向かう方向に「揚力」を発生させる。この圧力の違いのために、翼形の下面は高圧面と呼ばれる一方、上面は低圧面と呼ばれる。
【０００４】
揚力を発生させる他の方法は迎え角を変化させることである。これは流入する流れの実際の基準線（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）と翼形の長さ方向の基準線（翼弦線）との間に存在する相対角度である。この角度が小さいと、翼形は小迎え角にある。この角度が大きいと、翼形は大迎え角にある。迎え角が増大すると、流れは翼形の高圧面（迎え面とも呼ばれる）に大きな角度で衝突する。これがその面に対する流体圧力を増大させる。これが生じると、流体は反対側の面のまわりを湾曲して流れ、それ故に長い距離を流れねばならない。この結果、迎え面を横断する流体の流れに遅れを取らないように、流体は速められた速度でその反対面の上側を流れる。これがその反対面上の流体圧力を低下させ、一方、迎え面に沿う流体圧力は相対的に高くなる。この圧力差によって、迎え面は高圧面となり、反対面は低圧面すなわち風下面（ｌｅｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）と呼ばれる。
【０００５】
高圧面に沿う圧力の上昇は低圧面に沿う圧力の低下と組合って翼形に揚力を発生させる。この揚力は実質的に高圧面から低圧面へ向かう。このように翼形の迎え角を変化させることが足ヒレ設計において重要となる。何故なら、キックサイクルの上方へ向かうストロークおよび下方へ向かうストロークの両方において揚力が発生するのを可能にするからである。
【０００６】
揚力を発生させるこの方法は従来の足ヒレ設計において一般に用いられてはいるが、多くの問題を生じ、それらの問題が性能を大きく低下させている。一つの問題は、従来の設計が推進翼形に過大な迎え角を与えていることである。この状態では、翼形の低圧面から流れが剥離を始める、すなわち流れ自体が低圧面から引き剥がれることが生じる。これが発生すると、翼形は失速を引き起こす。剥離した流れは、低圧面の上方で実質的に横方向の軸線のまわりに回転する渦を形成する。この渦は、低圧面の直ぐ上方の流体に後縁から前縁へ向かう逆方向の流れを発生させる。この剥離は揚力を減少させる。何故なら剥離によって低圧面上に形成される滑らかな流れが減少されるからである。これは重大な問題である。何故なら、滑らかな流れは揚力を効率的に発生させるためになくてはならないからである。
【０００７】
迎え角が大きすぎるときは、翼形は完全に失速し、低圧面に沿う流れは剥離して無秩序な乱流となる。これは低圧面すなわち風下面に沿って強力な低圧領域が形成されるのを妨げて、揚力を失わせる。この結果、翼形の反対両面の間にほんの小さな圧力差しか存在しなくなる。従来の足ヒレの多くはこの問題の影響を受けている。何故ならそれらの足ヒレは、水平方向に配向されて水中で垂直方向にキックされるブレードを使用しているからである。この状態では、迎え角は実質的に９０゜に近くなり、それ故にブレードは完全に失速してしまう。これはブレードを翼というよりも船のオール（ｏａｒ  ｂｌａｄｅ）またはパドルブレードのように働かせることになる。
【０００８】
揚力を失うと同様に、失速状態は大きな抵抗も生じる。層流（乱れのない連続した層として物体面上を流体が移動する流れの状態）の領域が突然に無秩序な乱流に変化されると、遷移流れとして知られた抵抗の大きな状態が生じる。従来の足ヒレ設計は低圧面に沿って失速状態および無秩序な乱流を発生させるので、それらは遷移流れによる大きな抵抗を発生する。
【０００９】
大きな迎え角で生じる他の問題は、誘導抵抗を発生する渦をブレードの外側縁に沿って形成することである。迎え面と低圧面との間に存在する圧力差は、ブレードの迎え面に沿う流体をブレードの側縁に向かって外方へ流れるようにさせた後、外側縁をまわって低圧面へ向けてまわり込ませる。これが生じると、水泳動作はブレードの各々の側縁に沿ってブレードの低圧面の直ぐ上方に流れ方向の竜巻状の渦を発生させる。水がブレードの側縁をまわり込むと、これらの渦は水を低圧面に沿って内方へ運ぶ。これが生じると、渦はブレードの低圧面に向けて水流を下方へ曲げる。この水は低圧面に向かって下方へ推し進められるので、望まれる揚力の方向とは逆方向へ移動して揚力を一層減少させる。この下方へ向かって移動する流れは、後縁を離れた流体を望まれる揚力方向と反対の望ましくない角度方向へ偏向させる。揚力方向は流れの方向に直角であるから、この下方へ偏向された流れ（吹き下ろしと称される）は揚力方向を後方へ傾ける。この結果、その揚力の大きな成分が水中におけるブレードの移動方向と反対の方向へ、ブレード上で後方へ引張られる。この引張り力は誘導抵抗と呼ばれる。誘導抵抗はブレードの迎え角が大きくなるにつれて大きくなる。従来設計は典型的に極めて大きい迎え角を使用しているので、それらは大きな誘導抵抗を受けることになる。
【００１０】
抵抗の増大に加えて、後縁の後方で下方へ偏向された流れ（吹き下ろし）はブレードの有効迎え角をかなり減少させ、これがさらに揚力を減少させる。後縁より後方の流れが下方（揚力の方向と反対の方向）へ偏向されると、ブレードとこの下方へ偏向された流れとの間に形成される迎え角（誘導迎え角と呼ばれる）は、ブレードと流入する流れとの間に形成される迎え角（実迎え角と呼ばれる）よりも小さくなる。これが与えられた迎え角に対して反対両面間に大きな圧力差を発生させるブレードの能力を低下させる。これはブレードにおける揚力をかなり減少させる。
【００１１】
誘導抵抗渦はまたブレードの反対両面間の圧力差をさらに減少させることで性能も低下させる。水がブレードの側縁をまわって側方へ逃げるとき、水はブレードの迎え面に沿って幅方向に膨張する。これはその面に沿う圧力を低下させ、これにより揚力を減少させる。また、迎え面に沿って流れる水のかなりの部分は横方向へ一層大きく移動し、長手方向へは少ししか移動しないので、この水は前進方向の推進力の発生を補助することがほとんどできない。
【００１２】
さらに、高速度の渦回転は遠心力を発生し、この遠心力は各々の渦の中心（渦コアー）から離れる方向へ流体を排出する。これが渦コアー内部の圧力を大きく低下させる。この渦コアー内部の低下された圧力は、翼形の迎え角により低圧面に沿って本来的に発生される低圧領域の圧力よりも低い。この結果、この新しい低圧領域は、側縁をまわって高圧面から低圧面へ流れる水の流量を増大させる。これは迎え面に沿って存在する高圧領域内の圧力をさらに低下させる。これがブレードを横断して生じる全体的な圧力差を減少させるので、揚力が大幅に減少される。
【００１３】
渦はこの外方へ逃げる流体をブレードの低圧面に向けて下方へと推し進めるので、この面に沿う流体圧力は上昇する。これはブレードの反対両面間に生じる圧力差を減少させて、揚力を減少させる。各々の渦のスワール運動もまた、ブレードの低圧面のかなりの部分において水が滑らかに流れるのを阻害する。これはブレードが低圧面のかなりの部分に沿って強力な低圧中心を形成されるのを阻害して、揚力を減少させる。さらに、低圧面上の流れにおけるこの乱れ（誘導抵抗渦によって生じる）は、ブレードを早期に失速させることになる。
【００１４】
誘導抵抗渦の形成に関連した問題は、ブレードのアスペクト比（縦横比）が小さくなるにつれて増大する。アスペクト比は全体的なブレードの長手方向の寸法に対するブレード幅方向の寸法の比率として説明できる。長手方向の全体寸法に比較して比較的小さい幅方向の全体寸法を有するブレードは、小さいアスペクト比を有するとみなされる。小さいアスペクト比の翼形は強い誘導抵抗渦を発生する傾向があり、それ故に効率は大いに悪い。
【００１５】
小さいアスペクト比のブレードは、ハサミの動きに似たキック動作において各各の足に別々に使用される従来の水泳用足ヒレに共通して見られる。これらの設計において幅方向の寸法は、片足に着けたブレードが使用中に他側の足に付けたブレードと接触するのを防止するために制限される。この状態では、ブレード表面積を増大させる唯一の方法はブレードの長手方向の寸法をさらに増大させることである。これがブレードのアスペクト比をさらに小さくし、誘導抵抗を増大させる。
【００１６】
従来の足ヒレ設計は、誘導抵抗により発生される渦を減少させるための有効な方法を備えていない。多くの設計は、足ヒレの長手方向の中心軸線に実質的に平行に延在し、またブレードの少なくとも片側の表面から直角に突出している垂直方向の隆起状部材を使用している。この目的は、後方へ向かう流れを促進し、幅方向の流れを減少させ、しかもブレードを補強することである。しかしながら、これらの装置は幅方向の流れ、または誘導抵抗により発生される渦を適正に減少させることができない。そのうえ、これらの装置はそれ自体による付加抵抗を発生する。
【００１７】
従来の足ヒレ設計による他の問題は、それらの足ヒレが泳ぐために水面を横断して使用されるときに重大な性能上の問題を与えるということである。この足ヒレを水面でキックすると、上方へ向かうストロークにより水面を通過し、その後の下方へ向かうストロークによって水中へ再度進入するときに水面を「キャッチ」する。足ヒレが水中に再進入する前は、空中を自由移動してかなりの速度を得る。足ヒレが水中に再度進入するとき、ブレードの迎え面の大部分は水面に平行に配向される。この結果、ブレードは水面を叩き、下方へ向かう動きが急に止まる。この瞬間的な減速が使用者の踝および下肢筋肉に大きな緊張を引き起こす。下方へ向かう動きは水との衝突によって終わるので、水泳用足ヒレが空中（水面上方）を移動している間に発生された強力な下方向の運動量は浪費され、水中に再進入した後に前進推進力に変換されることはない。
【００１８】
水面に対するこの衝突が生じた後、足ヒレは厳しい抵抗のために水中での動きの回復はゆっくりとなる。下方へ向かうストロークに生じるこの時間的遅れは、使用者が完全なキックストロークを得るのを阻害する。下方へ移動する足ヒレが推進力を有効に補助し始めるのに十分な速度を回復するより前に、足ヒレは再び水面から上方へ持ち上げられねばならない。何故なら、他方の足ヒレ（上方へ向かうストロークにある）が既に水面を通過されて、下方へ向かうストロークを開始しようとしているからである。何故なら、両足を同期させないでキックすることは困難で、これは具合の悪い、骨の折れる、腹立たしい、非常に効率の悪い状態だからである。長い距離では、この問題はかなりの疲労を生む。これは、大半の時間を水面に沿って足ヒレでキックする素潜りダイバー、サーフボードなしで波乗りするサーファー、そしてボディーボードサーファーにとって特に問題である。また、圧縮空気の供給を節約するために潜水現場までの往復を水面に沿って泳ぐスキューバダイバーにとっても問題である。水面に沿って泳ぐ間にスキューバダイバーに生じる疲労および筋肉の緊張は特に激しい。何故なら、従来のスキューバダイビング用足ヒレはかなり長大な長手方向の寸法を有しているからである。これは、ブレードが水面を叩くときにダイバーの踝および下肢に大きな回転力を与える。このように長い足ヒレはアスペクト比が小さいために大きな抵抗を生じるので、従来のスキューバダイビング用の足ヒレは水面をキャッチした後、下方向への動きの回復がかなり遅くなる。水中にあっても、このような従来の足ヒレは小さな推進力および大きな抵抗を示し、これは全体的なダイビングの喜びを大幅に減じる。
【００１９】
アールストローム氏（Ａｈｌｓｔｒｏｍ）に付与された米国特許第１６９３９６号（１８７５）、およびバイデルマン氏（Ｂｅｉｄｅｒｍａｎｎ）およびホワルド氏（Ｈｏｅａｌｄ）に付与された米国特許第７８３０１２号（１９０６）は、いずれも２つの平行な推進ブレードを使用しており、これらのブレードは足裏の下側に取付けられる。この設計は、水平面に沿う前後方向のキックストロークで使用されることを意図している。このストロークは難しく、極めて効率が悪い。平行なブレードの各々は、泳者の足裏と平行に延在する長手方向の軸線に沿って枢動する。ブレードは前進ストロークでは０゜の迎え角まで閉じて揺動され、また後進ストロークすなわち推進ストロークでは約９０゜の迎え角まで開いて揺動される。この足ヒレ設計はキック動作よりも押圧動作によって推進力を得ることを意図している。いずれの設計も推進ストロークにおいて大きな抵抗を発生し、また同時に垂直方向のキックストロークで使用するのは適当でない。
【００２０】
ウッズ氏（Ｗｏｏｄｓ）に付与された米国特許第２９５０４８７号（１９５４）は、足上面に取付けられた水平方向のブレードを使用するもので、このブレードは上方へ向かうストロークおよび下方へ向かうストロークの両方において小さな迎え角を得るように横方向の軸線のまわりに回転する。このブレードはその中央に深いＶ形の切除部を有し、この切除部がブレードを左側半体と右側半体とに分けている。これらの２つの部分は、Ｖ形切除部の頂点位置でそれらのブレード部分の間を延在しているブレード部分で形成された１つの狭い幅のストリップによって連結されている。左側および右側のブレード半体はともに同一平面内で互いに固定されており、またそれらの両半体のいずれの部分も誘導抵抗を大きく減少させるために撓み、捩れ、または回転を促進させる装置は全く使用されていない。後方へ向かう流れを促進させるために使用された垂直方向の隆起部は、外方へ向かう幅方向の流れを十分に減少させることができず、かなりの抵抗を付加する。
【００２１】
シコッテリ氏（Ｃｉｃｃｏｔｅｌｌｉ）に付与された米国特許第３０８４３５５号（１９６３）は、横方向の軸線に沿って回転すると共に、泳ぎの方向に直角な方向にて互いに平行に取付けられた幾つかの幅の狭い水中翼を使用している。各々の水中翼は実質的に大きなアスペクト比を有しているが、誘導抵抗を適切に減少させるための装置は全く使用されていない。
【００２２】
マルドック氏（Ｍｕｒｄｏｃｈ）に付与された米国特許第３４１１１６５号（１９６６）は、ブレードの各側に沿って配置された幅の狭い補強部材と、ブレードの中心軸線に沿って配置された第３の補強部材とを備えた足ヒレを示している。これらの補強部材の間は緩んだ薄い可撓性ウェブとされ、ブレードが水中を移動するときにウェブが水をはらんでブレードの長さ方向に沿う２つの胴体形状のポケットを形成する。これらのポケットは後縁へ向かって深さ（厚さ）が増大している。他の変形例（ｒａｍｉｆｉｃａｔｉｏｎ）は、単独のポケットならびに複数のそのようなポケットの使用を含む。
【００２３】
これらの設計による主な問題は、迎え角が大きく、各ポケット内に大きな背圧が発生することである。水を後縁へ向けて導くことを意図しているが、これは効率的に行われない。水は実質的に大きな迎え角（９０゜に近い）でブレードのウェブに衝突するので、急激な方向転換に逆らって、後縁へ向けて効果的に加速されない。この結果、ポケットに流入しようとする比較的多量の水が直ぐにせき止め状態となり、カップに過剰に注水した場合と同様にポケットの側縁をまわって溢れることになる。この外方へ向かう幅方向の流れは誘導抵抗により発生される渦を増強し、ポケットから水をさらに強く導き出す。後方へ向かって排出される水は僅かな量でしかなく、推進力は小さい。風下面における流れの剥離および誘導抵抗を大幅に減少させるための方法は何も採用されていない。
【００２４】
バーノイン氏（Ｂａｒｎｏｉｎ）に付与された仏国特許第１５０１２０８号（１９６７）は、水平面内に配向されて足室の爪先部分から延在している２つの並んだブレードを使用している。この２つのブレードは両者間に形成された間隙によって分離されている。垂直方向に配向された１つのブレードが足室の前部に取付けられ、２つのブレード間に存在する間隙内に配置される。この垂直ブレードは比較的薄く、水平ブレードの平面の上下に延在し、同様に爪先部分の前方へかなりの距離を延在する。
【００２５】
この垂直ブレードは推進力に大きな寄与を果たさない。また抵抗を付加し、水が水平ブレード間を流れるのを妨害する。両ブレードおよび足室の下方へ向かう延在部分は地上での歩行を困難にし、水中での立ち上がりを困難にする。
この設計による最も重大な問題は、各々の水平方向に並んだブレード構造がその長さに実質的に平行な軸線のまわりの大きな捩れの発生を阻害することである。このような捩れが効果的に生じるのを促進させる構造は全く提供されていない。さらに、そのような捩れの必要性を示唆する言及も全く与えられていない。この結果、使用時にブレードは水中で失速する。
【００２６】
各々のブレードは可撓性材料で作られているが、その構造は、キックストローク時にブレードがその長さに沿って実質的に捩られた形状となるのを阻止する応力をブレード材料内部に発生させる。使用時に少しでも捩り力がブレードに加わると、大きな捩り応力がブレード材料内部に捩れおよび圧縮の形で発生する。これらの応力は各々のブレードの全長を対角方向に横断して発生する。この結果として、捩れを生じる前に各々のブレード材料の大部分がそれらの力に屈服しなければならない。各々の可撓ブレードの横断方向の単純曲げの動きは、捩れ運動の場合に生じるよりも格段に小さい各々のブレード材料の部分に対して引張り力および圧縮力の影響を与える。この結果、使用時に発生する水圧の作用でブレードが実質的に長手方向の軸線のまわりで捩れた形状になろうとする前に、水圧の作用はブレードを実質的に横方向の軸線のまわりで後方へ曲げることになる。
【００２７】
バーノイン氏の端面図はブレードが外側縁から内側縁へ向かって横方向にテーパーを付形されていることを示しているが、このブレードは長手方向の軸線のまわりの捩れに対しては大きな抵抗力を保持している。バーノイン氏は各々のブレードの内側縁が外側縁よりも大きな可撓性を有さねばならないとは言及していない。しかしながら、テーパーを付形された内側縁の方が大きな可撓性を有していると仮定しても、僅かばかりの撓みが生じるに過ぎない。何故なら、各々のブレードは外側縁から内側縁へ向かって一様にテーパーを付形されているからである。このような一様なテーパーの付形は、引張りおよび圧縮の抵抗力が各々のブレード材料のより一層大きな部分に作用させるようにする。これはブレードの横断面の厚さがその幅の大部分にわたってかなり厚いからである。これは、長手方向の軸線のまわりの曲げに対する各々のブレードの抵抗力を実質的に増大させる。また、各々のブレードが水圧の作用のもとで横方向の軸線のまわりだけ後方へ曲がるとき、各々のブレードは長さの全域で弓形となる。これは各々のブレードに長手方向の軸線のまわりの曲げに対する一層大きな抵抗力を与える。
【００２８】
捩りを抑止するような各々のブレードに生じたこれらの捩り応力は各々のブレード材料のかなり大きな部分に及び、単数の長手方向の軸線のまわりでブレードが捩れるのを可能にするような方法でそれらの応力を制御する適当な機構（ｓｙｓｔｅｍ）または構造は使用されていない。バーノイン氏の設計においては、これらの応力は、各々のブレードの足入れ空間（フットポケット）に近い内側縁の根元部分を実質的に起点として各々のブレードの外側縁の根元と後縁とのほぼ中間の位置まで延在する仮想線の後方（足入れ空間へ向かう方向）に位置する各々のブレード部分において最大となる。この仮想線は、足入れ空間と後縁との間の約３分の１である内側縁に沿う位置を実際に起点とする。これは、各々のブレードのテーパーを付形された幅方向の横断面形状が曲げに対抗する応力を厚い外側縁から薄い内側縁へ伝え、これにより各々のブレードの内側縁を巧みに強化するためである。この仮想線はさらに各々のブレードの中間部分の近くまで延在する。何故なら、各々のブレードの外側半分は、その長さに沿って大きくテーパーを付形されて、根元と後縁先端との間のほぼ中間で可撓性が大きくなように図示され、説明されているからである。この横方向の仮想線と足入れ空間との間において、各々のブレードはキック時にこの部分が捩れるのを阻止する大きな応力を受ける。これは、それらのブレード部分の低圧面に沿って流れの剥離および失速状態を引き起こす。
【００２９】
この仮想線の前方（後縁に向かう足入れ空間から離れる方向）における各々のブレードの部分は、それらの応力による効果がほとんどない。各々のブレードが可撓性の大きな材料で作られるならば、各々のブレードはこの横方向の仮想線のまわりに曲がる。これは、この仮想線と後縁との間の各々のブレード部分を変形させ、仮想線と実質的に平行な実質的に横方向の軸線のまわりの曲がりによって迎え角を減少させる。この軸線は僅かに後退されているので、各々のブレードの外側部分は僅かながら下反角を形成するように曲がる。しかしながらこの下反角は、風下面における流れの剥離、誘導抵抗、または外方へ向かう幅方向の横断流れの生じた状態を十分に低減させるほどに満足できる下反角ではない。これは、ブレードが十分に横方向に向いた軸線のまわりに曲がるからである。さらに、可撓性の大きい材料がこの設計で使用されると、各々のブレードの外側半分は迎え角が０゜またはほぼ０゜となるように圧潰される。これはストローク間で大きな空運動を生みだし、十分な大きさの揚力を発生させることができない。
【００３０】
バーノイン氏が予想しなかった他の問題は、２つの分離されたブレードが僅かに下反角を形成するような変形を許されるならば、僅かな量の水がブレード間の空間へ向けて偏向できるということである。この内方へ偏向された流れは各々のブレードに対して等しく且つ反対方向の力を発生し、この力は各々のブレードをその幅方向に外方へ向けて押圧する。この結果、仮想線と後縁との間に存在する各々のブレード部分は互いに十分に大きい距離を離隔され、迎え角が過小となるように圧潰される。バーノイン氏はブレードのこのような外方へ向かう幅方向の変形に気付いているとは言及しておらず、この望ましくない事象の発生を効果的に制御できる方法および構造を記載していない。
【００３１】
対を成す各々のブレードが使用者の足に装着された状態で互いに離隔されると、各々の足ヒレの全幅は実質的に大きくなる。これは、ハサミの動きに似たキックストロークで使用されて足ヒレが互いに行き交うときに、片方の足の足ヒレが他方の足の足ヒレに衝突することを引き起こしかねない。さらに、キック動作で発生されるエネルギーの大半は浪費される。何故なら、そのエネルギーは泳者を前進方向へ推し進めるのではなく、ブレードを離隔させるのに使われるからである。ブレードが毎回のストロークの開始時に離隔されるとき、またブレードが毎回のストロークの終端でもとの状態に戻るときにも、かなり大きな空運動が発生する。これは、各々のブレードが横方向の軸線のまわりで後方へ曲がるときに生じる空運動と組合うことになる。この離隔動作によって各々のブレードに発生される応力は、十分に大きな揚力を発生することのできないほど過小な迎え角を生じるように各々のブレードを変形させる。
【００３２】
これらの問題の構造的な解決策は言及されていないので、この離隔動作をバーノイン氏による設計の制限内で制御することのできる唯一の方法は、ブレードを一層堅固な材料で作ることである。これは長手方向の軸線のまわりの捩れまたは撓みに対する各々のブレードの抵抗力をさらに大きくするだけである。この結果、一層堅固なブレードの使用は各々のブレード表面積の大部分に失速状態、誘導抵抗渦の形成、および不適当な揚力発生の影響を与えることになり、これは可撓性が一層大きな材料で作られたブレードが各々のブレードの大部分に横方向の軸線のまわりで後方へ向かう曲がりを発生させて十分な大きさの揚力を発生することができないほど過小な迎え角を生じるのと似ている。いずれにしても、性能を損なうという重大な問題が生じる。
【００３３】
バーノイン氏の設計は過大な空運動および幅方向の離隔をブレードが回避できるほど十分に大きな剛性を有して作られるならば、ブレードにその幅方向のテーパーを付形することでブレードの外側縁における曲げに抵抗する応力はブレードの内側縁へ伝えられる。これは各々のブレードの内側縁を強化し、水圧のもとで大きく変形するのを阻止する。この結果、ブレードの外側縁と内側縁との間に大きな剛性の差がなくなる。これはブレードが長手方向の軸線のまわりで曲がるのを阻止する。
【００３４】
使用時にこのような堅固なブレードに撓みが生じるとしても、各々のブレードの内側縁のかなり小さな部分に発生するだけである。この設計の横断面形状は曲がりに対抗する応力を各々のブレードの外側縁から内側縁へ伝えるので、各々のブレードの幅方向の基準線の大部分は過大な迎え角に保たれる。これは、各々のブレードの外側縁をまわって水が流れるときに重大な流れの剥離を発生させる。これはブレードを失速させ、誘導抵抗渦および遷移流れによる大きな抵抗を発生させる。さらに、各々のブレードの内側縁にこの強化作用を伝えることは、各々のブレードの内側縁を過大な迎え角にする。これはその箇所に重大な流れの剥離を発生させる。この結果、十分に強力な誘導抵抗渦が各々のブレードの風下面の内側縁および外側縁に沿って形成される。
【００３５】
ブラウンコーレン氏（Ｂｒａｕｎｋｏｈｌｅｎ）に付与された独国特許第２５９３５３号（１９８７）は、上述したバーノイン氏の足ヒレと同じ多くの問題および構造上の欠点を有する。ブラウンコーレン氏は、足ヒレの中心軸線に沿って足ヒレの後縁から足入れ空間の爪先部分に近い小さな円形凹部まで導かれた楔形の切込みを使用している。各々のブレード半体はその外側縁から内側縁（各々のブレード半体の切込み側）まで厚さが減少されており、切込みに向かってブレードが連続的に弱くなるようにされている。このテーパー形状はブレードの切込み側に沿う一様な厚さに至る。
【００３６】
図面の濃淡付け（ｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｍａｒｋｉｎｇｓ）は、各々のブレードがその基部（足入れ空間）から、足入れ空間の前方に位置する各々のブレードの限界端部である後縁へ向かって肉厚および強度を減少していることを示している。これらの濃淡付けは、各々のブレードの後縁におけるかなり大きな部分が切込みに接した各々のブレードの内側縁と同様に薄く且つ構造的に弱いことを示している。これは、ブレード表面積のかなり広い部分が横方向に配向された軸線のまわりで過大な変形を生じ易くしている。この種の曲がりはこの横方向の軸線のまわりで弓形形状を形成し、これは長手方向の軸線のまわりの捩れに対する各々のブレードの抵抗力を大きく増大させる。これが生じるのを補償する適当な構造はブラウンコーレン氏によって提案されていない。
【００３７】
ブラウンコーレン氏のブレードは横方向の軸線のまわりの曲げを非常に受け易いので、使用時に迎え角が０゜または０゜に近い角度となるように各々のブレード表面積のかなり大きな部分が曲がることができる。このように小さな迎え角では、ブレードは十分に大きな揚力を発生させるには有効でない。各々の交互のストロークの逆転位置においてブレードが前後に奔放に「揺動（ｆｌｏｐ）」されるときに、大きな空運動が発生する。この結果、水中でブレードをキックするのに使われたエネルギーの大半は、推進力に変換されるのではなく、効率の悪い配向となるようにブレードを変形させるのに使われる。
【００３８】
この問題を大幅に低減させるための適当な構造は示されていないので、空運動を減少させる唯一の方法は、ブレードを一層堅固な材料で作って、ストローク中に横方向の軸線のまわりで過大な曲がりが発生するのを防止することである。ブレードを堅固な材料で作ることにより、大きな応力が各々のブレードの材料内部に発生することを許される。ブレードが外側縁から内側縁まで一様にテーパーを付形されているので、これらの応力は切込みに接するブレードの弱い部分へ伝えられる。これは各々のブレードの内側縁を大いに強化し、ストローク中に水圧が作用したときに、各々のブレードの切込み付近のかなりの部分で撓みの生じることを阻止する。これは各々のブレードがその長手方向の軸線に実質的に平行な軸線のまわりで曲がる、または捩れるのを阻止する。この強化作用は、ブレードの外側縁のかなり大きな部分が使用時に過大な迎え角に保持されるようにする。これは、各々のブレードの外側縁のまわりを水が流れるときに重大な剥離を発生させる。さらに、切込みに接する各々のブレードの内縁に対してこの強化作用が伝えられることで各々のブレードの内側縁は過大な迎え角とされる。これはその箇所において重大な流れの剥離を引き起こす。この結果として、かなり強力な誘導抵抗渦が各々のブレードの風下面の内側縁および外側縁に沿って形成される。これは大きな抵抗および不適当な揚力を発生させる。
【００３９】
またブラウンコーレン氏は、各々のブレード半体の内側縁に沿ういずれの大きな変形も水を切込みへ向けて偏向させ、こうして外方へ向かう幅方向の力が各々のブレード半体に発生されるということは予想していない。ブレードが切込みの近くで大きな変形を生じ得るように可撓性が十分に大きいならば、使用時にこの外方へ向かう力はブレード半体を互いに離隔させる。ブラウンコーレン氏はこの外方へ向かう力に効果的に対抗する方法に言及しておらず、このような幅方向の離隔を制御または減少させる適当な構造装置は全く準備されていない。この結果として、この設計は毎回のストロークの開始時にブレード半体が互いに離隔されるとき、および毎回のストロークの終端時にブレード半体がもとに戻されるときに、大きな空運動の影響を受け易い。また、幅方向にブレードを変形させるのに費やされたエネルギーは、推進力に変換されないために浪費される。
この設計の他の問題は、ブレードが互いに離隔されるときに、各々のブレードが応力によって座屈し、また実質的に横方向の軸線のまわりで曲がりを生じることである。これは主として各々のブレードの後縁部分が最も弱く、各々のブレードの前縁部分よりも可撓性であることによる。これは、揚力を発生するには不十分なほど過小な迎え角となるように各々のブレードのかなり大きな部分を曲げる。
【００４０】
これらの問題を効果的に解決するための、また各々のブレード形状を制御するための構造的な特徴を備えていないので、各々のブレードの可撓性を変化させるいかなる試みも性能を十分に向上させることができない。剛性の増大は足ヒレ表面積の一層広い面積部分を過大な迎え角の状態に保持し、可撓性の増大は各々のブレードが横方向の軸線のまわりで後方へ曲がると共に幅方向において互いに離隔される傾向を増大させるだけである。いずれの場合も流れの剥離は大きく、揚力は小さくなる。
【００４１】
切込みの基部に位置した円形凹部は、比較的小さく、狭い切込みよりも僅かに大きいだけであるとして示されている。ブラウンコーレン氏は、その目的は切込みの基部が使用中に引き裂かれるのを防止するためであると説明している。また円形凹部の幅は性能に対する他の利点を得るには比較的小さすぎる。凹部の後方の立ち上がった部分はまた中心軸線に沿って引き裂かれないように切込みの基部を補強するのに使用されるだけである。
【００４２】
バーノイン氏に付与された仏国特許第１５０１２０８号（１９６７）はまた、１つの足室に取付けられた４つのブレードを使用した異なる構造の代替実施例も示している。ブレードの先端から見た端面図は、これらの４つのブレードが実質的にＸ状の交差断面形状に配置されることを示している。この配向は、４つのブレードを互いに足ヒレの中心軸線で交差する２つの傾斜した平面内に配置する。ブレードは互いに離隔されて、Ｘ形状の中央に空隙を形成する。図面は、各ブレードがその厚さに関してこの空隙へ向かってテーパーを付形されており、鋭い内側縁と厚い外側縁とが形成されていることを表している。
【００４３】
Ｘ形状のブレードはキック時の効率が非常に悪く、過大な抵抗を発生させる。何故なら、毎回のストロークで後側ブレードは前側ブレードが効率的に揚力を発生することを阻害するからである。足ヒレが上方へ向かってキックされるとき、上側の対を成すブレードが前側のブレードとなり、下側の対を成すブレードが後側のブレードとなる。下方へ向かって足ヒレがキックされるときは、この逆となる。いずれの場合も前側ブレードは下反角を形成するように角度を与えられて小さな迎え角を示すが、後側ブレードは上反角を形成するように常に角度を付されて、前側ブレードが揚力を発生するのを阻害する。後側ブレードは、前側ブレードの外縁のまわりで曲げられる水流に対して極めて大きな迎え角となるように位置されるので、前側ブレードの低圧面に沿って流れる水の流路は後側ブレードが配向されることによって遮られることになる。これは前側ブレードの風下面のまわりを曲がって流れる水が後側ブレードの内側縁にて前側ブレードの迎え面を離れる水流と効果的に合流するのを妨げる。これは前側ブレードの風下面に沿って低圧領域が十分強力に形成されるのを阻害し、それ故に十分に大きい揚力が発生されることを妨げる。
【００４４】
後側ブレードの大きな迎え角は、足ヒレの各側において前側および後側ブレードの間にポケットが形成されることにより、前側ブレードの外側縁のまわりの誘導抵抗渦の形成を強める。この誘導抵抗による渦はこのポケット内に捕捉され、保護され、そして増強される。この渦によって形成される剥離は前側ブレードの各々を完全に失速させる。これは大きな抵抗を発生し、揚力を失う。さらに、この捕捉された誘導抵抗渦のスワール渦流に似た動きは、迎え角を有するブレードの風下面に沿って流れる水を内側縁から外側縁へ向けて逆流させる。この渦流のようなスワール運動によって発生された方向性のある逆流は極めて望ましくない。何故なら、この逆流は前側ブレードに揚力を発生させるのに必要な方向と反対方向に生じるからである。
この望ましくない渦流は後側ブレードの迎え面に沿う予想された流れの方向も逆転させ、これらの迎え面に沿って水は各々のブレードの外側縁から内側縁へ向かって流れるようになる。これはさらにまた後側ブレードで揚力が発生されるのを妨げる。
【００４５】
この設計による他の問題は、可撓性のブレードがキックストローク時に不均等に変形したときに生じる。水圧が前側の対を成すブレードに作用するとき、これらのブレードが可撓性であることによってブレードは横方向の軸線のまわりで後方へ向かって曲げられて、後側ブレードに押し付けられる。後側の対を成すブレードは流入する流れに対して露出されないので、前側のブレードが押し付けられるときに比較的真直な状態を保持している。前側ブレードの内側縁が後側ブレードの内側縁に接触すると、前側ブレードの低圧面に沿って流れる水の流路は完全に遮られることになって、前側ブレードの内側縁の位置でその前側ブレードの迎え面を離れる水と合流できなくなる。これは、前側ブレードの低圧面に沿って低圧領域が形成されるのを妨げ、それ故に揚力の発生を妨げる。
【００４６】
対を成す前側ブレードはその２つの前側ブレード間に存在する空間へ向かって水が流れるのを促進できるように下反角を有して配向されるが、このような内方へ向かって流れる水によって各々のブレードに作用される幅方向の外方へ向かう力に対抗する方法や構造は全く検討されていない。ブレードは可撓性であるためこの外方へ向かう力の影響を受け易いので、それらのブレードは横方向へ互いに引離される。これはエネルギーを浪費し、空運動を発生し、性能を抑制するような不都合なブレード配向をもたらす。
【００４７】
劣った性能をもたらすのに加えて、４つのブレードを有するこの構造は、材料、部品および組立て段階を増加することで製造費用を増大させる。また、ブレード重量および体積もまたパッケージング、出荷、および保管のための費用を増大させる。このような付加重量および体積はさらにまた使用者にとって不都合である。
【００４８】
リー・ヴァセウア氏（Ｌｅｅ  Ｖａｓｓｅｕｒ）に付与された米国特許第３９３４２９０号（１９７６）は、使用者の両足を受入れてイルカに似たキックストロークで使用される単体足ヒレを使用している。ブレードの先端近くにおける迎え面に沿って外方へ向かう幅方向の流れを減少させる装置は全く使用されていないので、この設計は大きな誘導抵抗の影響を受け易い。
リー・ヴァセウア氏は幅方向に整列した一連の通水穴を使用している。これら通水穴の通路は足入れ空間の爪先部分の上方位置からブレードを対角線状にブレード下面の後縁付近の線まで延在している。この配向は下方へ向かうストロークのときだけ通水穴が使用されるようにする。これらの通水穴は誘導抵抗の発生を大幅に減少させることはできない。
【００４９】
ラスムッセン氏（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ）に付与された米国特許第４００７５０６号（１９７７）は、水泳用足ヒレのブレードに沿って長手方向に配列された一連のリブ状補強材を使用している。リブは、ブレードの後方部分がキックストロークの方向に湾曲するように横方向の軸線のまわりでブレードを変形させることを意図している。このブレードは誘導抵抗を適切に減少させるための方法を全く使用していない。ブレードの大きな迎え角はブレードを失速させ、低圧面に沿って滑らかな流れが形成されるのを妨害する。
このリブは、ブレードの低圧面に沿う剥離を減少させるようにブレードの捩れまたは曲がりを促進させることを意図するものではない。その代わりに、このリブはブレードが小さな迎え角となるように曲がるのを防止する。ラスムッセン氏の特許はブレードの外側部分に形成される迎え角を増大させるためにリブを使用している。
【００５０】
クロニン氏（Ｃｒｏｎｉｎ）に付与された米国特許第４０２５９７７号（１９７７）は、ブレードが泳者の下肢に整列される足ヒレを示している。誘導抵抗の発生を減少させるための機構は全く使用されていない。
【００５１】
スクーフ氏（Ｓｃｈｏｏｆｓ）に付与された米国特許第４５２１２２０号（１９８５）は、カエル足ストロークの泳者が使用するように設計された足ヒレを使用する。これは横方向に非対称な水中翼形状をした水平ブレードを使用する。この設計は泳ぐ時にその形状を保持するのに十分なほど堅固とされるべきであると記載されている。これは、足ヒレが通常の上下方向のハサミの動きに似たキックストロークで使用されるときに有効性を損う。これは水中翼形状がそのようなストロークの方向に対して直角だからである。これはブレードを失速させる。カエル足ストロークのキックのやり方の場合であっても、誘導抵抗を大きく減少させる機構は全く使用されていない。
【００５２】
ウェンゼル氏（Ｗｅｎｚｅｌ）に付与された米国特許第４５４１８１０号（１９８５）は、イルカに似たキックス動作において両足で使用するように設計された単体足ヒレを使用している。この設計は堅固な、荷重を支持するＹ形状のフレーム部材と、このフレームのフォーク間に固定された弾性の大きなウェブとを使用する。このウェブは、ストローク時にウェブに作用する水圧に応じてフォークが内方へ向かって撓むときに、その表面を弓形にすることで水の流れを受止める（ｃｕｐ）ように意図されている。
【００５３】
足ヒレの中心へ向けて水を導き、また後縁から流出させるために凹部を形成する方法は効率が非常に悪い。何故なら、ウェブのそのポケット内に過大な背圧がたちまちのうちに蓄えられてしまうからである。この背圧は、過剰に注水されカップに似て足ヒレの外側縁を超えて流れを逆流させる。これはその側縁に沿う低圧面に沿って誘導抵抗渦の形成を増大させる。これらの渦は抵抗を生じ、揚力を減少させ、そして弓形ポケット内に生じた高圧中心部をすぐに流し出してしまう。迎え面に沿って流れる水のかなりの部分が水中翼の外側縁をまわって側方へ溢れるので、前進方向の推進力は小さく、抵抗は大きくなる。
他の問題は、水圧によりウェブが湾曲するとパラボラ形状となり、ウェブの外側縁は非常に小さい湾曲状態となり、ウェブの中央部分は大きな湾曲状態となることである。このようなパラボラ形状は、周囲を取囲むフレームを横断して支持された材料に対して均等に分布された荷重が作用するときに生じる。このパラボラ形状はフレーム部材の近くのウェブの外縁を流入する水流に対して過大な迎え角の状態に維持する。ブレードの前縁および側縁が示す大きな迎え角は、ブレードの低圧面に沿って剥離および失速状態も発生させ、これはさらに揚力を減少し、抵抗を増大させる。
【００５４】
ウェンゼル氏の実施例の幾つかは後縁に沿って深いＶ形の切除部を示しているが、それらの後縁部分が変形するときにその形状を制御するための機構は全く使用されていない。後縁に沿う切除部は、先端付近に存在している２つの凹状に湾曲された外側部分、ならびに２つの凸状に湾曲された内側部分によって形成され、これらの部分はウェブの中央で出合って小さな狭い幅のＶ形切除部を形成しており、このＶ形切除部は鋭い尖端にて終端している。各々の凹状の外側部分に対する接点から後縁の中心におけるＶ形切除部の鋭い尖端まで延在される仮想線は、弾性ウェブを横断して発生する幅方向の引張り力の後方限界（後縁へ向かう）である。この仮想線とフォークフレームとの間に存在するウェブの領域は長手方向の軸線のまわりの捩れに対して強く抵抗する。これは、この領域が圧縮または膨張の捩り阻止応力を受けるからである。他方、この仮想線と後縁との間に位置するウェブの部分は、ウェブの残りの部分よりも構造的に弱い。何故なら、この部分は水圧で湾曲されるときに発生されるような弾性ウェブを横断して生じる引張り力の影響をほとんど受けないからである。この結果、使用時に後縁領域の凸状部分はこの仮想線に沿って実質的に折曲げられて、ウェブの残りの部分よりもかなり小さい迎え角となる傾向を示す。これはウェブの形状に急激な変化を引き起こし、大きな抵抗を発生し、また揚力を失う。ウェンゼル氏はこの領域を支える機構は全く使用していない。彼のウェブは弾性が大きく、容易に変形できるので、この問題の影響を特に受け易い。一層剛性の大きい材料をウェブとして使用することは、水圧の作用のもとでのウェブの湾曲能力をさらに抑制するだけである。
【００５５】
彼の設計による他の問題は、強固な荷重支持フレーム部材のフォーク端部が重要な結果を生じるほどには内方へ向かって適切に撓まないということである。フレーム部材のフォーク部分がストローク時にその長手方向の基準線を実質的に保持して、水圧の作用のもとで横方向の軸線のまわりで後方へ過大な曲がりを生じないほど十分強力に作られるならば、内方へ向かって幅方向に大きな撓みを生じ得るほど可撓性は大きくならない。これは一次的には、フレームのフォーク端部を内方へ撓ませる原因となるウェブを横断する幅方向の引張り力が、水中で足ヒレのキックされる方向と反対の方向においてフォークを後方へ押圧するような抵抗によって発生される力に比べてかなり小さいという理由による。この問題はさらに大きな問題となる。何故なら、フォークが幅方向の水中翼形状を有しており、これが各々のフォークに垂直方向の撓み（横方向の軸線のまわりの後方への曲がり）よりも水平方向の撓み（幅方向の撓み）に対して一層大きく抵抗する横向きのＩ形ビームに似た作用を行わせるからである。内方へ大きく曲がってウェブにポケットを形成させるほどフォークが大きな可撓性を有しているならば、使用時に過小な迎え角となるように横方向の軸線のまわりで後方（足ヒレのストローク方向と反対方向）へ向かう過大な曲がりが生じるのを防止できるほど、フォーは大きな剛性を有することにならない。
【００５６】
フォークの構造はまたそれらのフォークが使用時に大きな捩れを受けることを防止する。捩り力がフォークに作用すると、大きな捩り応力がフォーク材料の内部に蓄えられる。捩れが生じるためには、この材料はそれらの応力に屈服して、その材料の長さおよび体積の大部分を横断して大きな膨張および圧縮を受けねばならない。フォーク材料のかなり大きな部分が比較的大きな圧縮および膨張を受けるように強制されることになるので、このような捩りに対する抵抗は非常に大きい。圧縮においては、横方向の軸線のまわりの単純曲げの動きによって、かなり小さな圧縮および膨張がフォーク材料のかなり小さい部分に生じるようになされる。この結果、中実物体はその長さのまわりの捩れに対するよりもその長さに沿った曲がりに対する方が、抵抗は数段小さくなる。この理由で、フォークは使用時に失速状態および水中翼の縁部に沿う流れの剥離を大きく減少させるのに適当な捩れを生じることができない。これは水中翼形状のフォークをその使用の間に過大な迎え角の状態に保持し、したがってさらなる抵抗を生じ、また揚力を失う。
【００５７】
フォークが弾性の大きい材料で作られて大きな捩れを生じ得るようにされるならば、フォークは横方向の軸線のまわりで後方へ曲げられて圧潰される。何故なら、このような変形に対する抵抗は捩り運動時に生じる抵抗よりも数段小さいからである。さらに、フォークをその長さに沿って捩る力（ウェブを横断する引張りで生じる）は、ブレードの水中での動きと反対方向にフォークを後方へ曲げようとする水中翼に作用する抵抗によって発生された力に比べて、かなり弱い。
【００５８】
フォークが過大な変形を起こさずに足ヒレに作用する抵抗力に十分に耐えるほど堅固であるならば、フォークはそれらの長さに沿って大きく捩れるほど柔軟ではない。この理由により、各々のフォークの幅方向の水中翼形状は使用時に大きな迎え角を保持する。これは使用時にフォークの風下面に沿う流れの大きな剥離を引き起こす。これは誘導抵抗渦の形成、失速状態、および遷移流れを増大させる。フォークの前縁部分もまた過大な迎え角を保持するので、さらに水中翼の前縁も失速する。この結果として抵抗は大きく、揚力は小さくなる。
【００５９】
ガロファロ氏（Ｇａｒｏｆａｌｏ）に付与された米国特許第４７３８６４５号（１９８８）は、水圧の作用のもとで水を後縁へ向けて導くための凹状流路を形成するように変形される単体ブレードを使用している。このブレードは２つの幅が狭く長手方向に向けられた可撓膜のストリップを使用しており、このストリップはブレードの各々の側縁の補強レールの近くに配置されている。この２つの幅の狭い可撓膜のストリップの間は、それらの２つの可撓膜ストリップの内側縁に取付けられた堅固な中央に配置されたブレード部分である。この足ヒレがキックされるとき、水圧がこの堅固な中央ブレード部分を押圧し、これにより可撓ストリップに引張り力が作用される。この状態が生じると、各々の可撓ストリップの弛み襞（ｌｏｏｓｅ  ｆｏｌｄ）が引延ばされ、これによって足ヒレがスコップ形状の流路を形成するように中央ブレード部分が窪むことができる。
【００６０】
この形状は、ブレードの側縁をまわる流れを減少させて後方へ向かう流れを増大させることを意図しているが、それほど効率的に行えず、大きな抵抗の影響を受ける。ブレードの中央部分はかなり大きい迎え角とされるので、水がブレードの中央部分に衝突するときに水の慣性がその流れ方向の速やかな転向に逆らう。これはかなり大きな背圧をその流路内に発生させる。この設計はこのような背圧を減少させる方法を備えていないので、水は流路内でせき止められた状態となり、カップを溢水するのと同様にブレードの側縁をまわって横方向へ溢れる。これが起こると、流れはブレードの低圧面から剥離する。これは誘導抵抗を増大し、揚力を消失する。ブレードの側縁に沿う垂直方向の隆起はこの問題を効果的に減少させることができず、それら自体の余計な抵抗を付加するだけである。
【００６１】
他の問題は、側方レールと可撓ストリップとの間に位置するブレード部分が比較的幅広で、使用時にその長さに沿って大きく捩られるのを防止する大きな捩り応力を内部に有していることである。この結果、この部分は常に大きな迎え角に保持され、これは誘導抵抗渦の強さを増大させる。ブレードの中央および側方部分は大きな迎え角を保持し、これは足ヒレを失速させる。これが揚力を消失させ、抵抗をさらに増大させる。
【００６２】
カイレス氏（Ｃａｉｒｅｓ）に付与された米国特許第４７８１６３７号（１９８８）は、イルカに似たキック運動にて両足で使用するように設計された単体の足ヒレを示している。これは横方向に配向された水中翼を使用しており、この水中翼は中央に位置する足入れ空間（足ポケット）の両側から延在している。この水中翼は可撓材料で作られ、その水中翼の前縁と平行に材料内部に配置された補強ロッドを有する。この可撓材料は回転できるように補強ロッドのまわりに緩く配置されている。プレート状部材が水中翼の中央部分の内部に配置されて、ブレードがその位置で補強ロッドのまわりを回転するのを防止している。
【００６３】
中央部分は大きな迎え角を維持した状態において先端がロッドのまわりで捩られて迎え角を減少させるように意図されているが、中央に配置されたプレート状部材が水中翼の可撓材料の内部に応力を発生させ、これがそのような捩れに強力に逆らう。水圧が捩り力を水中翼に作用させると、圧縮および引張りの捩り応力が回転軸線に対して斜めの方向で可撓材料の内部に蓄えられる。圧縮力が１つの斜め方向すなわち対角方向に沿って発生される一方、引張り力は圧縮の方向に実質的に直角な他の対角方向に沿って発生される。これはプレート状部材と補強ロッドの外端部との間にて可撓材料の内部に複雑な応力網を形成する。捩りに対する抵抗は大きい。何故なら、これらの力はかなりの距離を横断して作用し、それ故に可撓材料の大きな部分が捩れの生じる前に大きな膨張および圧縮を受けねばならないからである。ブレード材料内部のこれらの応力を減少させるために適当な方法が全く使用されていないので、ブレードは水圧によって発生されるいずれの捩りに対しても大きな抵抗力を示す。
【００６４】
これは大きな問題である。何故なら、ストローク時に水圧で発生される捩り力はかなり小さいからである。水中翼が素早く捩れることができず、実質的に非常に軽い圧力状態のもとにあるならば、ブレードは過大な迎え角を保持し、これが風下面に沿って流れの剥離を引き起こし、これにより水中翼を失速させる。このようにして風下面から流れが速やかに剥離されると、水圧によって発生された捩り力は劇的に低下する。捩れに対する抵抗力は大きく、水圧によって与えられる捩り力はかなり小さいので、ブレードは大きな迎え角を保持する。これは揚力を消失し、大きな抵抗を発生させる。カイレス氏は捩り応力によって生じるこれらの問題の認識について言及しておらず、それを制御する解決策は全く提案していない。
【００６５】
この設計による他の問題は、水中翼の可撓材料の大部分が補強機構によって十分に支持されていないことである。これは翼形を曲げ力に影響され易くしており、曲げ力は使用時に翼形を不利な状態に変形させる。このような曲げ力の影響を最も受け易い部分は、補強ロッドの各々の外側先端から中央に位置する補強プレートの後部まで延在する仮想線の後方（後縁に向かう）の位置である。この仮想線と後縁との間の部分は、迎え角を減少させるように急激に曲がる。この曲げはこの仮想線に実質的に平行な軸線に沿って生じる。
【００６６】
この急激な形状変化は、低圧面が凹状に湾曲され、迎え面が凸状に湾曲されるようになされる望ましくない水中翼断面形状を形成する。ベルヌーイの定理によれば、この形状は揚力を減少させる。何故なら、低圧面に沿って水が移動しなければならない距離を短くする一方、これと同時に高圧面（迎え面）に沿って水が移動しなければならない距離を長くするからである。これは低圧面と迎え面との間の全体的な圧力差を減少させる。さらに、ストローク時に形成されることになる凹状に湾曲された低圧面は、その面からの流れの剥離を促進させる。これはさらに揚力を減少させ、抵抗を増大する。翼形の後部が使用時にこのように曲がる一方、仮想線と前縁との間に位置する翼形前部はその領域に生じた捩りに抵抗する応力によって大きな迎え角の状態に保持される。これはブレードの前部を失速させるので、非常に効率が悪い。
【００６７】
この設計の構造上の欠点のために、ブレードの弾性を変化させるだけのいずれの試みも性能を十分に向上させることができない。可撓性の大きな材料が水中翼を作るのに使用されたならば、仮想線の後方に位置するブレード部分は迎え角が完全に０゜、またはほぼ０゜となるように圧潰される。これは水中翼上での梃子作用を劇的に減少させ、それ故に水圧によって発生される捩り力を減少させる。したがって、たとえ可撓性の大きな材料によっても、前縁全体はストローク時に失速状態に保持される。
【００６８】
剛性材料の使用はこの曲がる傾向の急激さおよび強さを減少させることはできても、ブレードの大部分を過大な迎え角の状態に保持する。これは、可撓性の小さい材料によって捩りに抵抗する応力（翼形の前部に生じる）の強化作用が後縁へ向かって影響を及ぼすようになされるためである。したがってこのようにして主なるジレンマが生じる。すなわち、水中翼の可撓材料が極めて軽い圧力のもとで捩れを生じることができるほど弾性が大きければ、使用時にその後部は過小の迎え角となるように圧潰される。しかしながら、この可撓材料が不適当に支持された後部に過大な曲げが生じるのを十分防止できるほど頑丈であるならば、その材料は非常に軽い圧力のもとで十分に捩れを生じることができるほど十分な弾性であるとはもはや言えない。この結果として、この設計は非常に効率が悪い。
【００６９】
図面で示された他の問題は、水中翼の前縁内部の補強機構がその水中翼の外端部へ向かって十分に延在していないことである。これは、足ヒレが水中でキックされるときに、弾性の大きい材料が先端において制御されない好ましくない方法で撓みを生じることである。不適当に支持された弾性材料の非常に大きな部分で、大きな乱れおよび抵抗を発生させる配向状態となるように曲げられることが起こり得る。これは外側縁において特に問題である。何故なら、誘導抵抗渦によって発生される外方へ向かう流れ状態が、支持されていない先端部を翼弦軸線に沿って上反角を形成するように曲げるからである。誘導抵抗渦の形成を適当に減少させる方法は全く使用されていない。
【００７０】
ブレードが僅かに後退角形状とされた設計においても同じ問題が見られる。先端部の外縁に沿って適当な支持のないことは、補強ロッドの端部の後方へ延在する可撓材料を横方向の軸線に沿って曲げる。同時に、上反角の曲げが可撓材料の外端部に生じる。何故なら、補強ロッドの幅は水中翼の幅よりもかなり小さいからである。
彼の設計の後退角に関する変形例において、ブレード半体は、内方へ向いた大きな流れが各々のブレード半体の迎え面に沿って生じるのを十分に促進させるほどには後退角を形成されていない。ブレードの最外縁は大きい後退角を形成されるが、これらの大きく後退されたブレード部分は適切に支持されておらず、それ故に各々のブレード半体の先端近くの迎え面に沿って外方へ向かう幅方向の流れが発生するのを促進する。
【００７１】
この設計による他の問題は、カイレス氏が使用しているかなり大きなアスペクト比が幅方向の寸法をかなり広いものとすることである。これは泳者が限られた場所、例えば狭い水路、湾曲路、渓谷、洞窟、海草密集域、難破船の場所でこの設計の足ヒレを使用する可能性を著しく減少させる。このような幅の広い幅寸法は、その設計をハサミの動きに似たキック動作において使用するように、各々の足に別々な足ヒレを使用することの妨げとなる。何故なら、使用において片方の足に装着された足ヒレが他方の足に衝突しかねないからである。
【００７２】
代替実施例は、弾性プラスチック製薄膜で作られた中空水中翼の内部に支持された翼弦方向のリンケージ部材を有する水中翼の横断面を図示している。この部材の前部は、水中翼の前縁内部に位置された横方向の補強部材に枢動連結されている。このリンケージ部材の後部は中空水中翼の後縁の内部へ向かって後方へ延在し、その内部に取付けられている。リンケージ部材と中空薄膜との間の唯一の連結が後縁において行われる。薄膜の他の全ての部分はリンケージ部材から自由状態にある。
【００７３】
このリンケージ部材の唯一の目的は、使用時に中空水中翼の上面および下面の間で薄膜の張力に差を生じさせて、非対称形状を形成することである。翼弦方向のリンケージ部材は使用されないか、または使用時にブレード材料の内部に発生される捩りに対抗する応力を解放または制御することのできる方法でリンケージ部材が使用されることを意図される。これは、捩り力がブレードに作用したときに水中翼が滑らかで効率的な形状となるのを阻害する。
【００７４】
この設計の構造の理由によって、緩く配置された薄膜は、使用時に捩りに抵抗する圧縮および引張り応力が薄膜に蓄えられると座屈して皺が生じる傾向を示す。これらの応力は薄膜の幅を斜めに横断して発生されるので、斜めに方向付けされた皺が水中翼の上下の面を横断して形成される。これらの皺は、水ボトル（水または空気を半分充填されている）のような中空物体がその一端を固定して他端が捩られるときに形成されるのを見ることができる。上下の面で薄膜は水中翼内部の各々のリンケージ部材の上下方向に緩く配置されているので、この座屈傾向はリンケージ部材によって制御することができない。幅方向の捩れ度合いが大きくなるほど、薄膜の座屈および皺寄りの度合いが大きくなる。形成される皺は、乱れおよび剥離を引き起こす。これは揚力を消失させ、大きな抵抗を発生させる。また、２つの別々な薄膜（上面および下面）が使用されるので、１つの単一部材が使用されたときよりも２倍の捩りに対する抵抗（引張り力による）が生じる。
【００７５】
エヴァンス（Ｅｖａｎｓ）に付与された米国特許第４８５７０２４号（１９８９）は、後縁に沿ってＶ字形の切除部を備えた可撓ブレードを有する足ヒレを示している。このブレードは、ストローク時にブレードの迎え面に沿って下反角を形成するように配向された水路は形成しない。後縁に沿ったこのＶ字形の切除部は後部先端から比較的小さな距離において延在するだけで、ブレードのかなりの長さに及んではいない。この理由で、このＶ字形の切除部はブレードの中央部分に沿って存在する流体内の過大な背圧を大いに防止できるという位置にあるのではない。
【００７６】
ブレードはその中心軸線に沿って最も厚く、最も堅固である。ブレードはこの中心軸線の両側でそれぞれの側縁に向かって厚さが減少され、それらの縁部の近くで可撓性を大きくされている。ブレードの中心軸線は足入れ空間と同じ水平面内に位置する一方、中心軸線の各側の部分は外側縁に向かって上方へ角度を付されている。これらの角度を付された部分は凸状に持ち上がったＶ字形の谷を形成する。この上面が前方へ向かってキックされると、外側部分は移動方向に対して下反角の配向となり始める。しかしながらこれらの上方へ角度を付された外側部分に水圧が作用されるや否や、これらの部分は中心軸線の水平面との整合状態に戻るように撓み、さらにこの状態を超えて撓み続けて上反角の配向となる。この点で、ブレードの堅固な中央部分は横方向の軸線のまわりで後方へ湾曲して過小な迎え角となり、その後ブレードはストロークの終端において泳者を前進させるためのスナッピング運動で打ち返す（ｓｌａｓｈ  ｂａｃｋ）。
【００７７】
このスナッピング運動は翼というよりもパドルに似た作用を果たす。翼のように揚力を発生するというよりも、この設計はこのように大きな迎え角でスナップ式に後方へ打ち戻り、ブレードの風下面に沿って滑らかな流れを形成することはできない。この結果、このスナップ運動は、水中でブレードが発生する抵抗に抗して後方へ曲げられたブレードに蓄えられたエネルギーを与えて泳者を前方へ推し進めるようにする。この設計は使用時にかなり大きな抵抗を発生し、踝に大きな疲労が生じる。また、後方へ向かうブレードの過大な変形がストローク時に大きな空運動を発生させる。
【００７８】
ブレードの下面が迎え面となる反対方向のストロークにおいては、角度を付された外縁が移動方向に対して上反角の状態で配向される。このストローク時に発生される水圧はこの上反角を大きくするだけである。この配向は水をブレードの中心から外側縁へ向かって導く。これは誘導抵抗を増大し、揚力を減少させる。ブレードの低圧面に沿って滑らかな流れの状態を形成するための機構は全く使用されていない。
【００７９】
この設計は水面に沿って泳ぐときに特に使用するのが困難である。泳者は水中で通常は顔を下に向けているので、下反角を形成するように配向された上面も水中では表面を下に向ける。ブレードの迎え面に沿う背圧を減少させるための機構は使用されていないので、下反角の翼は水中に再進入するときにパラシュートのように作用する。これはブレードが水面を叩いたときに足ヒレを直ちに停止させる。これはかなりの大きさの応力を使用者の踝及び下肢に伝える。下方へ向かうストロークで最初に蓄えられたエネルギーは浪費され、動きを得るために新しいエネルギーを許容しなければならない。
【００８０】
ピッケン氏（Ｐｉｃｋｅｎ）に付与された米国特許第４９３４９７１号（１９９０）は、毎回のストロークで小さな迎え角を得るために横方向の軸線のまわりで枢動するブレードを使用した足ヒレを示している。枢動軸線と後縁との間隔距離がかなり大きいので、ストロークの間で新しい態勢に切換えられるまで、後縁はかなりの距離を上下になびくように傾斜される（ｓｗｅｅｐ）。この動きの間は、泳者のこのキック動作は推進力を補助するものでないから、空運動が発生する。毎回のストロークで生じる迎え角の減少が大きければ大きいほどこの問題も大きくなる。ブレードが失速するのを防止するために小さな迎え角となるように枢動できるようになされるならば、大きな空運動によってブレードは非常に効率の悪いものとなる。
【００８１】
ピッケン氏は誘導抵抗を減少させるために楕円形のブレード設計を使用している。このアスペクト比は小さいので、またストローク時にかなり大きな迎え角が使用されるので、この設計は誘導抵抗を効果的に減少させることができない。さらに、ブレードの側縁に沿って外方へ向かう流れを効果的に消勢させる適当な方法が全く与えられていない。
【００８２】
ピアット氏（Ｐｉａｔｔ）に付与された米国特許第４９４０４３７号（１９９０）は、ブレード内部の中心軸線に沿って延在する補強ロッドを有する水泳用足ヒレブレードを使用している。この補強ロッドは、誘導抵抗を効果的に減少させるように使用されない。長手方向の軸線に沿ってブレード内部で捩り運動は全く促進されない。
【００８３】
従来の水泳用足ヒレ設計で生じる同じ問題の多くが、推進力を発生させるために前後に振られる従来の可撓性の推進ブレード設計においても生じている。このような設計の全ては予め抵抗および失速状態を減少させるのに有効な方法を備えていない。撓むように意図された設計は、ブレードを望ましくない状態に変形させる望ましくない応力を制御または減少させるための効果的な方法を含んでいない。
【００８４】
ハーセン氏（Ｈａｒｓｅｎ）に付与された米国特許第１４４５３７号（１８７３）は、くねった動きすなわち蠕虫に似た動きを生じるように回転するウォームシャフトによって駆動される一連の揺動アームを使用している。この機構は回転するウォームシャフトによって形状が与えられる。ブレード機構の水没される下縁に沿う誘導抵抗渦の形成を減少させる機構は全く使用されていない。
【００８５】
米国特許および商標庁のクラス１１５／サブクラス２８の「１８８０の３３０２」とのラベルを付された項目照合では、水平に配列された往復式の推進ブレードを示している。平坦なブレードはその中心軸線に沿う幅の狭い空間を有しており、この空間はブレードを２つの並んだブレード半体に分けている。この空間はブレード野後縁を起点とし、ブレードの基部の近くで終端している。ブレードが実質的な長手方向の軸線に沿って捩れるのを阻止する機構は全くしようされておらず、また各々のブレード半体の外側縁から離れる方向へ水が流れるように促進する機構は全く備えられていない。ブレードは水圧に応じて横方向の軸線のまわりで後方へ撓むだけである。したがって、ブレードは水中で失速し、大きな抵抗と僅かな推進力とを発生する。
【００８６】
ギベルト氏（Ｇｉｂｅｒｔ）に付与されたスペイン国特許第１７０３３号（１８９０）は、垂直方向に配列された可撓性の揺動される推進ブレードを示しており、このブレードはその中心軸線に沿って三角形の空間を有し、この空間がブレードを２つのブレード半体に分けている。この空間は後縁で最も広くされ、ブレードの基部で一点に集まっている。ブレードを長手方向の軸線のまわりで捩るまたは曲げるように促進する機構は全く備えられていない。これらのブレード半体は水中で失速し、大きな抵抗と僅かな揚力とを発生する。
【００８７】
ミッシェルス氏（Ｍｉｃｈｉｅｌｓ）に付与された米国特許第７８７２９１号は、中央に空間が形成された２つのブレードを有する垂直方向に配列された揺動する推進機構を示している。両ブレードは同一平面内に位置している。ブレードが長手方向（翼弦方向）の軸線に沿って捩れるのを可能にする機構は全く備えられておらず、また失速および誘導抵抗を減少させる機構も全く備えられていない。
【００８８】
ドウス氏（Ｄｏｕｓｅ）に付与された米国特許第８７１０５９号（１９０７）は、中間に可撓膜が張り渡された尾形状のフレームを有する垂直方向に配列された揺動する推進装置を示している。可撓膜の背圧を減少させる機構は全く与えられていない。この結果、外方へ向かう幅方向の横断流の状態が発生され、これが推進力を減少させ、誘導抵抗を増大させる。水圧が作用したときに膜がパラボラ形状のポケットを形成する傾向を減少させる機構波全く使用されていない。このパラボラ形状は膜の前縁および側縁を大きな迎え角に保持する一方、ポケットの中央部分は湾曲される。したがって、ブレードは失速し、大きな誘導抵抗を発生する。さらに、剛性フレーム部材による構造は付加的な流れの剥離および抵抗を引き起こす。
【００８９】
バージン氏（Ｂｅｒｇｉｎ）に付与された米国特許第１３２４７２２号は、ブレードを２つのブレード半体に分ける幅の狭い空間が中心軸線に沿って形成された可撓性の揺動する推進装置を示している。この空間は後縁を起点とし、ブレードの底部付近で終端する。ブレードは弾性材料で作られ、一連の翼弦方向の補強部材によって補強されており、これらの補強部材はブレードの基部から大きな距離を隔てられている横方向に配列された補強部材に連結されている。可撓ブレード材料のかなり大きな部分がそのブレードの外側縁に沿って支持されていないので、これらの側部は水圧の作用によって上反角を形成するように変形する。これはブレードの迎え面に沿って外方へ向かう幅方向の流れ状態を増大させる。補強部材はこのような失速状態および誘導抵抗を減少するようにブレードが変形するのを促進するような方法で配列されていない。
【００９０】
ボヴェイ氏（Ｂｏｖｅｙ）に付与された英国特許第２３４３０５号（１９２４）は、固定された前部およびヒンジ連結されて実質的に横方向の軸線に沿って自由に揺動する後部を有する推進ブレードを使用している。後部は自由に揺動するため、その傾きは制御不能である。これはブレードのこの部分が水圧の作用で迎え角が過小になるまで後方へ曲がるのとを可能にする。この結果、形状の急激な変化が効率を圧化させ、抵抗を発生させる。誘導抵抗を効果的に減少させる機構は全く使用されていない。
【００９１】
ヒル氏（Ｈｉｌｌ）に付与された米国特許第２２４１３０５号（１９４１）は、尾計足ヒレの下半体に似た形状の剛性フレームを使用した垂直方向に配列された推進ブレードを示している。弾性膜がフレーム部材の間に張り渡されている。膜がパラボラ形状に湾曲される傾向を減少させる機構は全く使用されていない。この結果、フレーム部材に接する膜の縁部が使用時に過大な迎え角に保持される。これはブレードを失速させ、大きな誘導抵抗を発生させる。
【００９２】
ホーリー氏（Ｈｏｌｌｙ）に付与された米国特許第３０８６４９２号は、可撓材料で作られた可撓補に配列された揺動する推進ブレードを示している。このブレードの中心軸線はＶ字形の凹部を有し、これがブレードの後部を上下の半体に分けている。対を成す補強リブが３箇所において垂直ブレードの両側から延在している。これらの対を成すブレードは後縁からブレードの基部へ完全に延在していない。その代わりに、ブレードの可撓材料のかなり大きな部分がリブの前端とブレードの基部との間に存在している。この支持されていないことが、ブレードを幅方向の軸線のまわりで圧潰され易くしている。
【００９３】
対を成すリブの位置決めも組織化されていない。対を成す２つのリブがブレードの外側縁に平行に延在しているが、それらのリブとブレードの外側縁との間隔距離が大きい。この結果、ブレードの側縁のかなりおおきい部分が支持されないことになる。これは使用時にそれらの縁部を上反角を形成するように変形させる。これは失速状態ならびに誘導抵抗を増大させる。ブレードの中心軸線に沿った対を成すリブは曲げ力に対してる余計なてこ作用を加え、これがブレードを幅方向の軸線のまわりで曲がるようにする。この幅方向の軸線は各々の対を成すリブの前端部を結んだ仮想線に実質的に沿って存在される。リブはブレードが実質的に長手方向の軸線のまわりで曲がりまたは捩れるのを促進するように配置されているのではない。この結果、ブレードは水中で失速し、僅かな推進力しか導き出さない。
【００９４】
ガウス氏（Ｇａｕｓｅ）に付与された米国特許第３４５３９８１号（１９６９）は、波のエネルギーをボートの前進力に変換するように意図された一連の水平方向に配列された推進ブレードを使用している。各々のブレードはその中心軸線に沿って空間を有しており、この空間がブレードを左右のブレード半体に分けている。このブレード設計による最大の問題は、使用時にブレードの可撓材料内部に生じる望ましくない応力を制御する機構が全くないことである。この結果、これらの応力は望ましくないことにブレードが変形するのを阻止し、性能が劣化することである。
【００９５】
各々のブレードは剛性の前縁部分を有しており、この前縁部分は丸められ、比較的堅固な後部に向かって漸進的にテーパーを付されている。図中の鎖線はこれらの２つのブレード部分の間の連結部分の最初の状態を示しており、この説明はこれらの２つの部分が「特性に急激な変化を生じないで互いに滑らかに合わされる」と記載されている。このような滑らかな遷移および漸進的なテーパー形は、可撓性に対抗する応力をブレード上で後方へ（前縁に向けて）伝える。したがって、前縁部分の剛性はブレード上のそれより弾性な部分へ向かってかなりの距離にわたり広がる。これは弾性な部分がブレードの前縁および側縁の近くで大きく撓むのを阻害する。この結果、これらの前縁および側縁は使用時に過大な迎え角の状態に保持され、ブレードを詳細装置電池。強力な誘導抵抗が外側縁に沿って形成されるようになされ、性能を劣化させる。
【００９６】
この設計の構造による他の問題は、使用時に圧縮および引張りの応力がブレード材料内部に蓄えられることである。これは各々のブレード半体がその長さに沿って適切に捩られることを妨げる。これらの応力は、ブレード半体の最端部の外側縁からブレードの中心軸線上に位置する後縁の最前位置まで延在される各々のブレード半体上の仮想線の前方（後縁に向かう）において最大となる。この捩れに抵抗する応力の強さは、ブレードのその部分が長さに沿って捩れるのを妨げる。これは、それらの応力が使用時に作用する水圧に比較してかなり強力だからである。この結果、ブレードの前部は過大迎え角の状態に保持され、これがブレードを失速させて誘導抵抗を増大させる。
【００９７】
この仮想線と後縁との間の各々のブレード半体の部分はそれらの応力の影響をそれほど受けない。この結果、各々のブレード半体のこの部分はその仮想線に実質的に平行な軸線のまわりで曲がる。しかしながら、ブレードが堅固な前部からより可撓性な後部へ向かって漸進的にテーパーを付形されているので、その仮想線の前方に存在する応力は仮想線の後方へ拡げられる。この結果、ブレードはその仮想線のかなり後方（後縁に向かう）の軸線のまわりで変形する。したがって、水圧の作用でブレードの小さい部分しか曲がりを生じない。ブレードの後部が可撓性の大きい材料で作られるならば、その仮想線の後方部分は水圧によって鋭角状に圧潰される。いずれの場合もこの線の前方は失速状態に保持され、これが揚力を著しく減少させる。
【００９８】
他の問題は、使用時に仮想線の後方部分が水圧で後方へ曲がるときに発生する。これが起きると、各々のブレードのなびくように傾斜された（ｓｗｅｐｔ）状態は迎え面に沿ってこの仮想線の後方を移動する水の幾分かをブレードの中心軸線へ向けて偏向させる。水のこの内方へ向かう平行は各々のブレード半体に対して外方へ向かう幅方向の力を発生させる。これは毎回のストローク時にすわの方向にブレード半体を互いに離隔させる。これは大きな空運動および無駄なエネルギーを発生させて効率を劣化させる。
【００９９】
ガウス氏はこの幅方向の離隔の問題を予想しておらず、それを避けるための解決策を全く与えていない。彼は翼形の前部は十分に堅固とされるべきである述べているが、この問題を防止するほど剛性を大きくするべきであるとは言及していない。彼の設計がこの問題を回避できるほど大きな剛性に作られると、ブレード断面における漸進的なテーパー付形がこの剛性をブレードのかなり後部までひろげてしまう。これはブレード全体が十分に撓まされるには過大な剛性にしてしまう。この問題を制御する方法は全く使用されていないので、この設計は非常に効率が悪くなる。
【０１００】
グロニエル氏（Ｇｒｏｎｉｅｒ）に付与された米国特許第３７７３０１１号（１９７３）は、フォークフレームとそれらのフォーク缶に張り渡された可撓膜とを有する水平方向に整列された推進ブレードを示している。この設計による最も重大な問題は、膜の迎え面に背圧が発生されるのを減少させる機構が全く使用されていないことである。この結果、背圧は水を迎え面に沿って外方へ向かう幅方向に、水中翼の側縁をまわって溢れさせる。これは誘導抵抗を増大し、推進力を著しく抑制する。
膜が水圧の作用で外方へ湾曲されるときにパラボラ形状となる自然な傾向を制御する方法は全く使用されていない。この結果、著しく大きい湾曲が後縁の近くの膜の中央に形成される一方、フォーク付近の膜の前部および側部は水平面から最小限の撓みしか生じない。これは水中翼の前縁および側縁をまわって流れる水を膜の低圧面から剥離させる。これはブレードを失速させ、抵抗を発生し、揚力を失わせる。
【０１０１】
グロニエル氏は、彼の膜が実質的に楕円形となるように湾曲できるとして幅方向の断面図を示しているが、これは実際には起こらない。フレームを横断して支持されている可撓膜に均等分布荷重が加えられた場合、パラボラ形状が材料を横断して形成されることは周知である。使用時にこの膜が非常に大きい度合いで外方へ湾曲できる場合であっても、パラボラ形状は最大量の膨らみを膜の中心軸線に沿って生じさせる。これは膜の前部および外部から湾曲を取り去って、それらの部分を失速状態にする。湾曲が増大すればするほど、空運動は大きくなる。何故なら、各々のストロークの大部分は膜を変形させるだけのために使用されるからである。
【０１０２】
バウラード氏−コーガン氏（Ｂａｕｌａｒｄ−Ｃａｕｇａｎ）に付与された米国特許第４１９３３７１号（１９８０）は、垂直方向に整列された尾形状の推進ブレードを使用時の横揺れ（ｄｒｉｆｔ）を減少させるための尾形状の水中翼と共に使用した水泳装置を示している。推進ブレードおよび「横揺れ防止部材」の両方とも剛性であり、失速状態および誘導抵抗を減少させる機構は備えられていない。
【０１０３】
フジタ氏に付与された日本国特許出願第６１−６０９７号および同第６２−１３４３９５号は、薄い可撓膜がフォークフレームに張り渡された尾形状の推進ブレードを示している。この膜の迎え面に形成される背圧を解放させる機構は全く使用されておらず、また使用時に外方へ湾曲されるときに膜がパラボラ形状となる傾向を減少させる機構は全く使用されていない。
１９９４年７月１８日付けでマッカーシー氏（ＭｃＣａｒｔｈｙ）に付与された出願人自身の米国特許出願第０８２７６４０７号は翼形形式の装置における誘導抵抗を減少させる幾つかの方法を記載している。しかしながら、往復運動の状況（迎え角自体が逆転される）で使用できることを示されたこの設計は、翼形状を逆転させるために複雑な制御装置を必要としている。この逆転段階が自動的且つ反復的に弾性の水泳用足ヒレ応用例および弾性推進ブレード応用例に生じることを可能にする機構は全く示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０１０４】
目的および利点
したがって本発明の幾つかの目的および利点は、
（ａ）  使用時に低圧面（すなわち風下面）で流れの剥離が発生するのを十分に減少させる水中翼設計を提供すること、
（ｂ）  踝および下肢に疲労が生じることを十分に減少させる水泳用足ヒレ設計を提供すること、
（ｃ）  泳者にとっての使用中の不都合または脚、踝または足の痙攣によって一時的に動けなくなる状態を減少させることで、高い安全性と大きな楽しみを与える水泳用足ヒレ設計を提供すること、
（ｄ）  ビギナーにとっても熟練した泳者のように容易に使用できる水泳用足ヒレ設計を提供すること、
（ｅ）  使用するのにかなりの体力およびアスレチック能力を必要としない水泳用足ヒレ設計を提供すること、
（ｆ）  水面上方に持ち上げられた後に水中に再進入するとき、水面をキャッチする、すなわち急激に停止することなく水面を横断してキックすることのできる水泳用足ヒレ設計を提供すること、
（ｇ）  水面ならびに水面下で使用されるときに大きな推進力および小さな抵抗を与える水泳用足ヒレ設計を提供すること、
（ｈ）  かなり短く緩やかなキックストロークが使用される場合でも大きな推進力および小さな抵抗を与える水泳用足ヒレ設計を提供すること、
（ｉ）  長さを横断して曲がるのに対するよりも、長さのまわりで捩れることに対して十分小さい抵抗を与える弾性水中翼設計を提供すること、
【０１０５】
（ｊ）  水中翼の側縁に沿っての誘導抵抗渦の形成を実質的に減少させる方法を提供すること、
（ｋ）  迎え面に沿っての外方へ向かう幅方向の流れ状態を大いに減少させる水中翼設計を提供すること、
（ｌ）  迎え面に沿う流体媒体を外側縁から中心軸線へ向かって流れるように効率的に促進させ、迎え面に沿う流体圧力を高める水中翼設計を提供すること、
（ｍ）  水中翼の外側縁部分の近くで外方へ向かう幅方向の横断流れが発生するのを大いに減少させるようにして、水中翼の迎え面に沿う背圧を大いに減少させるための方法を提供すること、
（ｎ）  かなり大きい迎え角で使用される往復運動式の翼形の風下面に沿う剥離を大いに減少させる方法を提供すること、および
（ｏ）  材料が長さに沿っての捩れに対する抵抗力を大いに減少されたことを示すように可撓水中翼の材料内部の引張りおよび圧縮の捩り応力を制御する方法を提供すること、である。
【課題を解決するための手段】
【０１０６】
上記目的を達成するために本発明による、水泳用足ヒレは、
（ａ）  靴部材、
（ｂ）  前記靴部材に取り付けられるブレード部材であって、前記靴部材の前方延長部分を形成し、かつ２つの対向面と、外側側縁と、前記靴部材に近縁の根元部分と、前記根元部分および前記靴部材から離隔された後縁部分とを有するブレード部材、
（ｃ）  前記外側側縁に取り付けられかつ横向け態様で前記ブレード部材の重要部分を実質的に境界付ける二つの細長い補強部材であって、
（ｄ）  前記ブレード部材が前記補強部材に相対して十分な弾性を有し、前記ブレード部材に前記補強部材間で屈曲を可能にさせて、キッキング・ストローク中に生じる水圧を受けて前記ブレード部材の攻撃面に沿って実質的に縦方向のチャンネルを形成し、および
（ｅ）  前記ブレード部材内に形成されかつ実質的に前記縦方向のチャンネル内部に配置された開口であって、前記開口が前記ブレード部材の前記後方部分に近縁の所定の位置において始まり、前記靴部材に向かって延びていてかつ前記開口のベースを形成すべく終端し、前記ベースが前記靴部材から所定の間隔を置いて位置され、捩れ得る前記ブレード部材の内方縁を画成する開口を含むものである。
また、上記目的を達成するために足ヒレの性能を向上させる方法は、
（ａ）  前記足ヒレを所定の本体に装着すること、
（ｂ）  前記流体媒体に対して相対的な運動を備えて前記足ヒレを、前記相対運動の方向に対して相対的に迎え面と流下面を有することを許す態様で流体媒体に相対的な運動を具えた前記足ヒレを提供すること、
（ｃ）  実質的に長手方向のチャンネル形状をした輪郭を具備した前記足ヒレの前記迎え面を提供すること、
（ｄ）  実質的に他形の輪郭を具備した前記足ヒレの前記足ヒレの前記流下面を提供すること、
（ｅ）  前記足ヒレの中心軸線に実質的に位置される前記足ヒレの内部に通気手段を提供することであって、
前記通気手段が前記相対運動に対して相対的な迎え表面化開口および流下表面開口を有し、および
前記通気手段が前記迎え面に沿って存在する前記流体媒体の顕著な部分に、前記通気氏油断の前記迎え面開口に進入しかつ前記足ヒレの前記迎え面の外側側縁近くに外向きに向けられた翼幅方向に貫流条件において顕著な減少を引き起こすに有効な量だけ前記通気手段の前記流下面開口を出て行くことを許すべく配置されること、
（ｆ）  前記外側側縁と前記流下開口との間の前記流化面に沿って流れる前記流体媒体内部の圧力の顕著な増大を生じさせるに十分な固着態様で前記通気手段の前記面開口に向かって前記足ヒレの前記外側側縁から十分に前記流下面回りに前記流体媒体を流れを許す態様で、前記足ヒレの前記流下面の回りに実質的に障害のない通路を提供することであって、前記圧力の減少が前記足ヒレ上に顕著に強力な引き上げ力を発生させるに有効な量だけ生じさせること、および
（ｇ）  引き上げ力が前記足ヒレから前記本体上に伝達されるにつれ、前記引き上げ力を生じさせる際に有効な配向を実質的に維持させることができるに有効な量だけの前記引き上げ力の作用を受けて、前記足ヒレの変形を制限することを含む。
さらに他の目的および目標は、以下の説明および図面を考慮することで明白となろう。
【実施例】
【０１０７】
図１〜図４の説明
図１において、斜視図は簡単化した水泳用足ヒレを示している。水泳用足ヒレの前部は使用者の足を保持するための足入れ空間７０である。足入れ空間７０は実質的に弾性の熱可塑性材料からモールド成形されて、使用者の足の特徴に快適に適合されることが好ましい。しかしながら足入れ空間７０は１本のストラップ（肉厚、肉薄、幅広、幅狭、調整可能、またはパッド付き）、網または一連のストラップ、ハーネス、部分ブーツ、完全ブーツ、シューズ部材、片足用の足入れ空間、使用者の両足を包み込んでイルカのストロークに似た遊泳ストロークでキックするようにさせる両足用の足入れ空間、または使用者の片足または両足に取付けるための他の適当な方法のような足固定機構のいずれかの望まれる形態とされることができる。足入れ空間７０からブレード７２が延在しており、ブレード７２はブレード先端７４へ向かって延在している。ブレード７２は十分剛性な熱可塑性材料で作られるのが好ましく、またブレード７２は適当に強力な連結を形成することができるようないずれかの適当な方法で足入れ空間７０に取付けられるのが好ましい。ブレード７２の右側縁７６は使用者の右側に位置される。ブレード７２の左側縁７８は使用者の左側に位置される。上面８０は右側縁７６と左側縁７８との間に見られる。ブレード７２は足入れ空間７０の近くの実質的に水平な幅方向の基準線からブレード先端７４の近くの角度を付された基準線まで、その長さに沿って捩られる。この基準線に関しての捩れは滑らかに形成されるのが好ましいが、連続して段階的に、または急激に形成されることもできる。
図２は図１の線２−２に沿う横断面図を示している。流入する流れ８２は、上面８０が迎え面となるように足ヒレが前方へキックされたときに形成される。流入する流れ８２は一連の流線で示されており、これらの流線はブレード７２が上方へ向かってキックされたときのブレード７２のその部分をまわって流れる方向を示している。下面８４はこの視点から見ることができる。
図３は図１の線３−３に沿う横断面図を示す。この図はブレード先端７４の付近のブレード７２の角度を付された配向を示している。流入する流れ８５は角度を有してブレード７２に接近し、そのまわりを流れることが見られる。流入する流れ８５は図２に示された流入する流れ８２を発生させるのと同じキックストロークによって発生される。図３において、流入する流れ８５の流線で示される流れの状態は揚力ベクトル８６を発生し、この揚力ベクトル８６は下面８４から離れる方向へ向かう矢印で示されている。揚力ベクトル８６は下面８４に沿って流れる流線の方向に直角である。揚力ベクトル８６の垂直成分８８は下方へ向かう垂直矢印によって示されている。揚力ベクトル８６の水平成分９０は、横方向へ且つ下面８４から離れる方向へ向かう水平矢印によって示されている。
【０１０８】
図４は図３で見たのと同じ横断面を示しているが、ここでは足ヒレは反対方向へキックされており、下面８４が迎え面となっている。流入する流れ９２はブレード７２のまわりを滑らかに流れる２つの流線で示されている。流入する流れ９２は上面８０から離れる方向へ向いた矢印で示されている。揚力ベクトル９４は上面８０に沿って流れる流線に直角である。揚力ベクトル９４の垂直成分９６は上面８０から離れる方向へ向いた垂直矢印で示されている。揚力ベクトル９４の水平成分９８は横方向へ且つ上面８０から離れる方向へ向いた水平矢印で示されている。
【０１０９】
図１〜図４の作動
図１は改良された水泳用足ヒレの簡単化された実施例を示している。ブレード７２は長さに沿って捩れて、ブレード７２の大部分が使用時に減少された迎え角に傾けられる。ブレード７２にこの捩れ形状を与えることで、与えられたストロークにおける低圧面に沿っての剥離が著しく減少される。これは抵抗を減少しブレード７２の揚力を増大させる。
図２において、ブレード７２は前方へキックされ、このストロークでは上面８０が迎え面となり、下面８４は低圧面となる。ブレード７２のこの部分が流入する流れ８２に対して大きい迎え角にあるので、流線は右側縁７６および左側縁７８をまわって流れた後、下面８４から剥離する。多くの従来技術の設計は、その作動面積部分の全長に沿ってこのような流れ状態を有している。
【０１１０】
図２に示されたのと反対のストロークでは、逆転されることを除いて同じ流れ模様が生じる。この状態では、ブレード７２の他側から水が接近し、下面８４は迎え面となり、上面８０は低圧面となる。
【０１１１】
図３は図１の線３−３に沿う角度を有したブレード７２の配向を示している。流入する流れ８５の方向に対して、右側縁７６はこの図面から前縁となることが見られ、左側縁７８は後縁となることが見られる。この実施例の横断面形状は右側縁７６および左側縁７８において対称的にテーパーを付形されて示されている。これは、流れ方向が往復ストロークによってブレード７２のまわりで逆転されたときに、この実施例が大きな揚力を発生できるようにする。しかしながらこの実施例は、一方の特定ストローク時により一層効率的に働くように、非対称の水中翼形状を使用することもできる。例えば、対称または非対称の流線形（落滴形）の横断面形状とすることができる。
【０１１２】
図３に示された図面から、ブレード７２のこの部分は流入する流れ８５に対してかなり減少された迎え角にあることが見られる。下面８４の近くの流線は取り付くようにして滑らかに流れる。この取り付いた流れの状態はブレード７２の低圧面に沿っての剥離が著しく減少されることを示す。これは抵抗を大きく減少し、揚力を増大させる。ブレード７２は、そのかなりの部分が十分に減少された迎え角に配向されるように、そのブレード７２の長さのかなりの部分に沿って捩られることが好ましい。
【０１１３】
この減少された迎え角は低圧面に沿う取り付いた流れを増大させるので、水がこの面をまわって湾曲されるとき、強力な低圧領域が下面８４に沿って形成される。下面８４（低圧面すなわち風下面）をまわる水の流れは遮られる、すなわち抑制されることがないので、効率が高くなる。この低圧領域が形成されると、水が上面８０を押圧して高圧領域が上面８０に沿って形成される。これらの２つの圧力領域の間の圧力差が揚力ベクトル８６を発生させるのであり、揚力ベクトル８６は下面８４に沿って流れる流線方向に直角である。流入する流れ８５の流線は左側縁７８において構造的に互いに合流できるので、揚力が効率的に発生される。
【０１１４】
揚力ベクトル８６は或る角度で配向されるので、垂直成分８８および水平成分９０で合成される。揚力ベクトル８６の垂直成分８８は水中での水泳用足ヒレの移動方向と反対の方向にブレード７２を押圧する。この力はしばしば使用者のための前進力を与える。揚力ベクトル８６の水平成分９０はブレード７２を横方向に使用者の右側（右側縁７６に向かう）へ押圧する。ブレード７２は、使用に際して揚力ベクトル８６の水平成分９０が横方向にブレードを押圧する間、形状を実施的に保持できるほど大きな剛性を有する材料で作られるのが好ましい。剛性材料の例には繊維強化された熱可塑性材料が含まれる。
【０１１５】
代替実施例において横方向の変形に対するこのような抵抗力を増大させるために、補強部材、ビーム、ストラットまたはそれらの部材のネットワークがブレード７２を補強して剛性を増大させるために使用できる。このような補強部材は内部または外部においていずれかの適当な方法でブレード７２に連結できる。代替実施例は、横方向の力に抵抗する一方で、ブレード７２が水平に整列された横方向の軸線のまわりで曲がることができるようにするために、ブレード７２の内部に水平に整列される平坦状の補強部材も使用できる。ブレード７２は剛性を高めるために十分な厚さに作ることもできる。より一層丸められた上面８０および下面８４の使用は、取り付いた流れの状態と、ブレード７２の風下面に沿って発生される揚力とをさらに改善させることもできる。
【０１１６】
図４は、ブレード７２が図３に示された方向と半体の方向にキックされることを除いて図３に見られるのと同じ図面を示す。図４において、流入する流れ９２は下面８４に接近し、それ故に下面８４が迎え面となる一方、上面８０は低圧面となる。流入する流れ９２に関連して、左側縁７８は前縁となり、右側縁７６は後縁となることが見られる。上面８０に近い流線は滑らかに流れるので、低圧面に沿って流れる水が迎え面に沿って流れる水よりも長い距離を移動するように強制されるときに、強力な低圧領域が形成される。これは下面８４に沿った高圧領域の形成と組合って、上面８０の近くを流れる流線に直角な揚力ベクトル９４を発生する。揚力ベクトル９４は垂直成分９６と水平成分９８とで構成される。垂直成分９６はストローク時に押圧する力を形成することで推進力を与える。水平成分９８はブレード７２を使用者の左側へ向けて横方向に押圧する。再び述べるが、ブレード７２は使用時に実質的に横方向の変形を防止できるほど剛性の大きいことが好ましい。
【０１１７】
この設計は従来設計に比べて水面近くで改良された性能を与える。ブレード７２がストローク中に水面を通過した後水中に再進入しようとするならば、ブレードは水面を叩かず、衝突により急激に止まることもしない。ブレード７２のかなりの部分が迎え角の減少された状態に配向されるので、ブレードはナイフのように容易に水面に切り入り、それ故に下方へ向かう運動量を保持する。この結果として、この運動量は前進力に容易に変換される。ブレード７２の大部分は剥離および誘導抵抗の形成を大幅に減少されているので、ブレード７２は実質的に減少された抵抗を有して引き続き水中に切り入る。これは水泳用足ヒレを容易に使用できるように成し、またスタミナを著しく改善させる。
【０１１８】
この設計の他の利点は、ブレード７２の捩られた形状が水を後方へ流れるように促進することである。ブレード７２はその長さに沿って捩られるので、ブレード７２の迎え角は長さに沿って減少される。これは特に迎え面の長さに沿う高圧領域の強さをブレード７２の前部からブレード先端７４へ向かって減少させる。これは前進力を増大させる。
他の実施例はブレード７２の後部を図３および図４に示した迎え角よりも大きいか、または小さい迎え角にすることができる。またブレード７２はその全長に沿って角度を付されることができる。この状態では、比較的大きい迎え角から比較的小さい迎え角までの一定した角度すなわち捩りを保持することができる。ブレード７２はまた足入れ空間７０の近くで一方向の角度を付された配向から始まって、さらにブレード先端７４へ向かって迎え角を逆転することもできる。これはブレード７２に２つの反対方向の横方向成分を発生させ、これらは互いに打ち消し合って正味ゼロの水平方向の力を生じる。これらの横方向の力は部分的に作用されるか、互いに完全に打ち消し合わされることができる。
【０１１９】
図５〜図８の説明
図５は改良された水泳用足ヒレの斜視図を示す。足入れ空間１００は使用者の足を受入れるのであり、使用者に快適さを与えるために実質的に弾性の熱可塑性材料から作られるのが好ましい。足入れ空間１００はいずれかの適当な方法でプラットホーム部材１０２に取付けられる。プラットホーム部材１０２は繊維で強化された熱可塑性材料のような剛性の大きい材料で作られるのが好ましい。プラットホーム部材１０２はいずれかの適当な方法で、使用者の右側に位置される右ブレード１０４と、使用者の左側に位置される左ブレード１０６とに取付けられる。右ブレード１０４は外縁１０８および内縁１１０を有する。上面１１２は外縁１０８および内縁１１０の間に位置されるのが見られる。外縁１０８および内縁１１０は後部先端１１４で収斂する。左ブレード１０６は外縁１１６および内縁１１８を有する。上面１２０は外縁１１６および内縁１１８の間に位置されるのが見られる。外縁１１６および内縁１１８は後部先端１２２で収斂する。右ブレード１０４の前部は根元１２４である。左ブレード１０６の前部は根元１２６である。根元１２４、根元１２６およびプラットホーム部材１０２の間は補強部材１２８であり、この補強部材１２８はいずれかの適当な方法で根元１２４、根元１２６およびプラットホーム部材１０２に取付けられる。補強部材１２８は各各のブレードの選定された傾きを保持するために使用される。この実施例では、使用時の根元１２４および根元１２６のまわりの乱流を減少させるために補強部材１２８はパネルに似た形状である。この設計は補強部材１２８がなくても使用できる。
プラットホーム部材１０２、補強部材１２８、右ブレード１０４および左ブレード１０６は全てが剛性の大きい材料、例えば繊維で強化された熱可塑性材料からモールド成形される。しかしながらいずれの適当な剛性材料も使用できる。
【０１２０】
図６は図５の線６−６に沿う横断面図を示す。流入する流れ１３０は右ブレード１０４および左ブレード１０６の上を流れる一連の流線で示されている。右ブレード１０４の下面１３２および左ブレード１０６の下面１３４はいずれもこの視点から見ることができる。これらの流れの状態は、右ブレード１０４および左ブレード１０６が上方へ向かってキックされて上面１１２および上面１２０が共に迎え面となるときに生じる。右ブレード１０４の近くには揚力ベクトル１３６が下面１３２から離れる方向へ延在する矢印で示されている。この揚力ベクトル１３６は垂直成分１３８および水平成分１４０で作られる。左ブレード１０６の近くには揚力ベクトル１４２が下面１３４から離れる方向へ延在する矢印で示されている。揚力ベクトル１４２は垂直成分１４４および水平成分１４６で作られる。
【０１２１】
図７は、水泳用足ヒレが反対方向にキックされていることを除いて、図６に示されたのと同じ横断面図を示している。これは、流入する流れ１４８が図６に示された流入する流れ１３０とは反対方向から右ブレード１０４および左ブレード１０６へ接近するようにさせる。図７において、流入する流れ１４８は右ブレード１０４および左ブレード１０６のまわりを流れる一連の流線によって示されている。下面１３２および下面１３４はこのストロークでは迎え面となることが見られる。右ブレード１０４の付近で、揚力ベクトル１５０が上面１１２から離れる方向へ延在している。揚力ベクトル１５０は垂直成分１５２と水平成分１５４とで作られる。左ブレード１０６の付近で、揚力ベクトル１５６が上面１２０から離れる方向へ延在している。揚力ベクトル１５６は垂直成分１５８と水平成分１６０とで作られる。
【０１２２】
図８は図５〜図７に示された実施例に対比するための従来技術を示している。図８は４枚のブレードを有した水泳用足ヒレ設計の端面図を示しており、これはバーノイン氏に付与された仏国特許第１５０１２０８号（１９６７）に示されたものである。この従来技術の引用例の多くの問題は本明細書の従来技術の項において既に説明したが、図８に示された図解は、使用時にそれが発生する非常に望ましくない流れの状態が見られるようにしている。
【０１２３】
図８において、水泳用足ヒレの後部（足入れ空間の爪先部分の前方に位置する）が図面を見る者に向けられている。水泳用足ヒレの頂部は足入れ空間１６２の上部である。流入する流れ１６４は水泳用足ヒレの頂部へ向かって流れる一連の流線によって示されている。これらの流線はさらに水泳用足ヒレのまわりを流れて、流れの剥離および誘導抵抗渦の形成が引き起こされる箇所を示している。この水泳用足ヒレは右上ブレード１６６および右下ブレード１６８を水泳用足ヒレの右側に有する。左上ブレード１７０および左下ブレード１７２は水泳用足ヒレの左側に位置する。各々のブレードは足ヒレの中心軸線へ向かって厚さにテーパーを付されている。この中心軸線には垂直ブレード１７４が配置されている。水泳用足ヒレの右側へ向かって流れる流線は符号ａ，ｂ，ｃ，ｄを付されている。水泳用足ヒレは対称的であるので、水泳用足ヒレの左側へ向かって流れる流線は同様に振る舞うので、符号を付しておらず説明もされない。これらの流線は、水泳用足ヒレが水中で上方へ向かってキックされたときに発生する流れの状態を示している。ブレード形状は対称的であるので、足ヒレが逆補へキックされたときには、流れの状態が逆転することを除いて同じような流れの状態が形成される。
【０１２４】
図５〜図８の作動
図５において、上面１１２および上面１２０は右ブレード１０４と左ブレード１０６との間の空間へ向かって下方へ傾いているのが見られる。水泳用足ヒレが上方へキックされて上面１１２および上面１２０が迎え面となるときには、上面１１２および上面１２０の傾けられた配向は水泳用足ヒレの長さに沿って谷形状の通路を形成し、右ブレード１０４においては外縁１０８から内縁１１０へ、同様に左ブレード１０６においては外縁１０６から内縁１１８へ向かって水が流れるのを促進する。これは迎え面に沿って外方へ向かう幅方向の横断流れの状態を大いに減少させると共に、外縁１０８および左ブレード１０６の外側のまわりにおいての誘導抵抗の形成を減少させることにより、ストローク時の性能をかなり高める。内縁１１０および内縁１１８の間に空間が形成されているので、上面１１２および上面１２０が迎え面であるときに過大な圧力は通路底部のこの空間を通って逃げることができる。このようなストロークの間にこの通路内の背圧を大きく減少させることによって、この設計は水がせき止められた状態となって上面１１２および上面１２０に沿ってそれぞれ外縁１０８および外縁１１６へ向かって流れるのを防止する。
【０１２５】
図６において、流入する流れ１３０からの流線は、水泳用足ヒレが上方へ向かってキックされたときに水が内縁１１０および内縁１１８の間の空間を通って流れることのできることを示している。水がこの空間へ向かって収斂するとき、強力な高圧領域が上面１１２と上面１２０との間の水に形成される。同時に、右ブレード１０４の下面１３２および左ブレード１０６の下面１３４に沿って流れる流線は取り付いたようにして滑らかに流れるのが見られる。これは強力な低圧領域が右ブレード１０４の下面１３２、ならびに左ブレード１０６の下面１３４に沿って形成できるようにする。
【０１２６】
上面１１２および上面１２０に沿う強力な高圧領域の形成は下面１３２および下面１３４に沿う強力な低圧領域の形成と組合って、水泳用足ヒレに大きい揚力を効果的に発生させることができる。右ブレード１０４の近くには下面１３２に沿って流れる流線に直角な揚力ベクトル１３６が発生される。揚力ベクトル１３６の垂直成分１３８は泳者の前進力を与え、揚力ベクトル１３６の水平成分１４０は右ブレード１０４に対する横方向の力を与える。左ブレード１０６の近くには下面１３４に沿って流れる流線に直角な揚力ベクトル１４２が発生される。揚力ベクトル１４２の垂直成分１４４は前進力を与え、揚力ベクトル１４２の水平成分１４６は左ブレード１０６に対する横方向の力を与える。この実施例では、右ブレード１０４および左ブレード１０６はいずれも、使用時に長手方向の基準線を実質的に保持し、またそれぞれ水平成分１４０および水平成分１４６による過大な横方向の変形を防止するのに十分剛性の高い材料で作られる。水平成分１４０および水平成分１４６は方向が反対であるから、互いに相互作用して実際には使用者の足に水平方向の力は作用しない。
【０１２７】
剥離、および誘導抵抗渦の形成は共に大きく減少されるので、水泳用足ヒレは僅かな抵抗しか発生せず、従来の設計のものよりも使用が容易となる。低圧面に沿って形成される取り付いたような流れの状態は使用時に大きな揚力の発生を可能にするのであり、この揚力は効果的に前進力に変換される。水泳用足ヒレを使用するほとんどの泳者は水中で顔を下に向ける傾向があるので、図６に示されている前方へ向かうキックストロークの利点は、泳者にとっての下方へ向かうストロークすなわちダウンストローク（上面１１２および上面１２０が迎え面であり、水中で下方に向く）で有利となる。これは２つの可能ストロークのうちの強力な方のストロークである。
【０１２８】
この足ヒレが水面に沿って泳ぐときに使用されるならば、この足ヒレはキック時に水面を通過するときに特に良好に作用する。足ヒレが水中に再進入して水面を叩くとき、右ブレード１０４および左ブレード１０６の角度を付された配向は２つのナイフのように水面を簡単に切り進めるようになし、また水泳用足ヒレは従来の水泳用足ヒレのように「キャッチ」することはない。水泳用足ヒレが再進入すると、直ちに水が下面１３２および下面１２４のまわりを滑らかに流れ始めて、速やかに揚力を発生する低圧領域を形成し、この低圧領域が泳者を効果的に推進させる。剥離および誘導抵抗渦は減少されるので、水泳用足ヒレは大きな抵抗によって突然に減速される。そのかわりに、ダウンストロークの運動量は水中に再進入する際に保存される。この結果、この運動量の有するエネルギーは効果的に前進力に変換される。
【０１２９】
図７は、この図が図５に示した配向に関連して水泳用足ヒレが水中で下方へキックされたときの流れ状態を図示していることを除いて、図６に示されたのと同じ横断面図を示している。図７において、流入する流れ１４８は下面１３２および下面１３４へ向かって流れる。流入する流れ１４８が下面１３２および下面１３４に衝突すると、高圧領域がこれらの２つの面に沿って形成される。内縁１１０および内縁１１８の間の空間を通って流れるように示された流線は引離され、上面１１２および上面１２０のまわりを取り付いたように滑らかに流れる。この状態が生じると、低圧領域が上面１１２および上面１２０に沿って形成される。
【０１３０】
高圧領域および低圧領域の両方が形成されるので、これらの圧力領域は組合ってかなり強力な揚力を右ブレード１０４および左ブレード１０６に発生させる。垂直成分１５２および垂直成分１５８は使用者に推進力を与える。水平成分１５４および水平成分１６０はそれぞれ右ブレード１０４および左ブレード１０６に横方向の力を作用させる。右ブレード１０４および左ブレード１０６は水平成分１５４および水平成分１６０の力の作用によって互いに向けて荷重焦点に撓むのを防止できるほど十分な剛性とされるのが好ましい。水平成分１５４および水平成分１６０は反対方向へ向いているので、これらは互いに打ち消し合って使用者の足には水平方向の力は全く作用しない。
【０１３１】
図７において、内縁１１０および内縁１１８の間の空間は水が各々のブレードの「風下面」のまわりを取り付いたように流れることを可能にする。各々のブレードの前縁で引離された流線は各々のブレードの後縁で再び合流できるようになされるので、各々の風下面のまわりを流れる水は長い距離を移動しなければならないので、各々のブレードの迎え面のまわりを流れる水よりも速い。この設計は各々のブレードの風下面に沿っての剥離を大いに減少させるので、抵抗は減少され、揚力は増大される。
【０１３２】
この設計は多くの変形例が可能である。例えば、各々のブレードの角度のある傾きは、水泳用足ヒレが上方（図５の図面に関して）へ向かってキックされたときに上面１１２および上面１２０が互いに上反角を形成するように配向され、また水泳用足ヒレが下方へ向かってキックされたときは下反角を形成するように配向されるように、逆転されることができる。
【０１３３】
他の実施例には、イルカのようなキックストロークで使用される両足一体型の足ヒレが含まれる。この場合、幅方向の寸法（ならびに全体寸法）はかなり大きくなる。このような多くの実施例のうちの１つにおいて、右ブレード１０４および左ブレード１０６は互いにさらに引離され、横方向に取付けられた翼に似た水中翼の各端部に取付けられる。右ブレード１０４および左ブレード１０６の角度を付された傾きは、横方向の水中翼の外端部において誘導抵抗渦を大いに減少させることができる。さらに、右ブレード１０４および左ブレード１０６によって発生される揚力は、水泳用足ヒレによって発生される全揚力をかなり増大させることができる。望まれるならば、右ブレード１０４および左ブレード１０６は滑らかな流れの流線形状を得るように横方向の水中翼に対してモールド成形されることができる。望まれるならば右ブレード１０４および左ブレード１０６の長手方向の寸法を減少することもできる。
【０１３４】
図５〜図７に示された設計の他の実施例には、足入れ空間１００に枢動可能に取付けられた右ブレード１０４および左ブレード１０６を有するものも含まれる。この実施例では、右ブレード１０４および左ブレード１０６は迎え角を変化させるために実施的に長手方向の軸線のまわりで枢動できるように枢動連結される。右ブレード１０４および左ブレード１０６を足入れ空間１００に枢動可能に取付けるいずれの適当な方法も使用できる。この状態では、補強部材１２８は全く必要とされないか、または右ブレード１０４および左ブレード１０６が回転して往復ストロークにおける配向を逆転できるように弾性の大きい材料で作られることができる。この場合、補強部材１２８は、各々のストロークにおいて予め定めた減少された迎え角に達したならば、回転を停止させるように作用することができる。
【０１３５】
右ブレード１０４および左ブレード１０６を足入れ空間１００に対して枢動可能に取付けるこのような１つの方法は、足入れ空間１００および（または）プラットホーム部材１０２の各側から外縁１０８および外縁１１６に実質的に平行な方向に延在した２つのロッド状部材を有することである。これらのロッド状部材は、その後に各々のブレードの外側縁に実質的に配置された対応する長手方向の空所に挿入されることができる。これにより各々のブレードは外側縁の近くに位置された長手方向の軸線のまわりで枢動できるようにされる。したがって、外縁１０８および外縁１１６は往復ストロークの両方において前縁となる。この結果、外縁１０８および外縁１１６が丸められ、これに対して内縁１１０および内縁１１８は比較的鋭角にされて各々のブレードが内方へ向かってテーパーを付形されて流線形の横断面を形成するようになされることができる。これは、さらに揚力を増大し、抵抗を減少させるような改良された水中翼形状を形成することになる。
【０１３６】
このような各々のブレードの長手方向の空所は各々のロッド状部材に対して、固定的な取付けおよび回転の両方を可能にするいずれかの適当な方法で固定されることができる。例えば、各々のロッド状部材に形成されたフランジまたは突起が各々の長手方向の空所内に延在されること、またこの逆、が可能である。このようなフランジと溝との間の組合せ構造は、望まれる枢動方向に相対移動できるようにする一方で、ブレードがロッド状部材から長手方向に滑落するのを防止するように設計されることができる。
いずれの形式の補強部材１２８も使用しない実施例に関しては、各々のブレードにおける枢動の範囲はいずれかの適当な方法で制限されることができる。例えば、フランジ状構造物が各々のロッド状部材の一部から各々のブレードの対応する空所内に配置された凹部の中へ延在されることができる。この凹部はフランジ寸法よりも大きく作られて、フランジが凹部内で前後方向に予め定めた範囲にわたって枢動できるようにする。フランジが枢動してこの凹部の境界に接触すると、枢動は停止され、ブレードは最大限に減少された迎え角となる。
【０１３７】
枢動範囲は、可撓性または半可撓性のストリップ、コード、フランジまたは部材を内縁１１０と内縁１１８との間に、予め定めた緩みすなわち弛みを有する状態で固定することによっても制限されることができる。この部材は、ブレードが減少された迎え角となるように回転されるにつれて引伸される。この部材が完全に引伸ばされたときに、枢動は停止状態となる。このような部材に備えられる緩みは、使用者の感触に適当となるように調整されることもできる。他の方法は、各々のブレードの根元の内縁部分の間のこのような部材を足入れ空間１００および（または）プラットホーム部材１０２に固定することを含む。固定的または可変的な方法でこの動作範囲を制限するいずれかの適当な方法が使用できる。
【０１３８】
ブレードを足入れ空間１００に枢動可能に連結する他の方法は、ロッド状部材を各々のブレードの根元から延在させ、このロッド状部材を足入れ空間１００および（または）プラットホーム部材１０２の対応する空所内に挿入させることである。このロッド状部材は、回転を可能にすると共に使用時に対応する空所から滑落するのを防止する適当ないずれかの方法で固定されることができる。このようなロッド状部材および対応するブレードは、繊維強化された熱可塑性材料または複合材料のような堅固で耐久性のあるいずれかの適当な材料から一体にモールド成形することができる。取外しのできる特徴は損傷したブレードを交換可能にし、同様に異なる形状のブレードを互いに置換できるようにする。
さらに他の実施例は、所望される個数のこのような回転するブレードを所望されるいずれかの方法で配置して使用することができる。例えば、複数の狭い幅の湾曲の大きい回転ブレードが、２つの広い幅の湾曲した回転ブレードに代えて使用されることができる。複数の固定ブレードも同様に使用できる。
【０１３９】
図８はバーノイン氏に付与された仏国特許第１５０１２０８号（１９６７）に示された従来技術の水泳用足ヒレの端面図を示している。この図面は、従来技術の望ましくない流れの状態が図１〜図７に示した本発明の効率的な流れの状態と対比できるようにする。図８に示された図解において、従来技術の水泳用足ヒレは流入する流れ１６４が水泳用足ヒレの上部に近づくように前方へキックされる。流入する流れ１６４の流線ａ，ｂ，ｃ，ｄはこの設計で生じる望ましくない流れ状態を示す。
【０１４０】
外側の流線ａが右下ブレード１６８の外縁のまわりで湾曲されるとき、右下ブレード１６８の下面から剥離される。これは右下ブレード１６８が流入する流れ１６４に対して望ましくない迎え角で配向されているからである。結果的に生じた剥離は右下ブレード１６８を失速させ、低圧領域が右下ブレード１６８の下面（このストロークにおいては低圧面）に沿って形成されるのを阻害する。これは揚力が発生されるのを阻害し、遷移流れによる大きな抵抗を発生させる。流線が右下ブレード１６８の下面から剥離した後、これは右下ブレード１６８の下面に誘導抵抗による大きな渦を形成する。これはさらに揚力を失わせ、かなり大きな誘導抵抗を発生させる。
【０１４１】
流線ｂが右上ブレード１６６の外端部をまわるように湾曲されると、右下ブレード１６８の上面（迎え面）によって遮られる。これは、流線ｂを右上ブレード１６６の下面（風下面）へ向かって後方へ丸く湾曲させ、右上ブレード１６６と右下ブレード１６８との間の空間に向かって渦を形成させる。右下ブレード１６８の上反角を形成するような配向が右上ブレード１６６の外端部をまわる流れを遮るために、この水は右上ブレード１６６の迎え面から流出する水とその内側縁（垂直ブレード１７４の近く）の位置で構造的に合流することができない。さらに、右上ブレード１６６と右下ブレード１６８との間に形成された渦流は水を右上ブレード１６６の下面（風下面）に沿って逆流させる。この流れは揚力を発生させるために必要な方向と反対の方向に配向される。この結果、右下ブレード１６８の上反角を形成するような配向は右上ブレード１６６の下面に沿って取り付くような流れ状態が形成されるのを妨げる。さらに、右下ブレード１６８の上反角の配向は非常に望ましくない乱流状態を発生させ、これは右上ブレード１６６を失速させて揚力の発生を阻害する。
【０１４２】
航空機の失速した翼は航空機が離陸するのに必要とされる揚力の発生を阻害されるのとまさに同じように、この水泳用足ヒレの大きく失速したブレードは適当な揚力の発生を阻害される。この結果、推力は僅かになり、抵抗は非常に大きくなる。他の従来技術の水泳用足ヒレにおいて１つまたは２つの失速したブレードが存在すると非常に痛い大腿筋肉の痙攣をしばしば引き起こすほどの過大な抵抗が生じることを考えると、バーノイン氏の水泳用足ヒレで完全に失速した４つのブレードが発生する抵抗には耐えられない。全４つのブレードにおける大きな誘導抵抗渦を発生させるこの水泳用足ヒレの傾向および遷移流れが組合されて、抵抗の発生が使用不能なレベルにさせてしまう。
【０１４３】
右上ブレード１６６および右下ブレード１６８の間に形成される渦流は強力な誘導抵抗渦になり、さらに揚力を失い、対抗を高める。この誘導抵抗渦は右上ブレード１６６の外縁近くで右上ブレード１６６の上面に沿って外方へ向かう流れ状態を形成する。この結果、流線ｃは外方へ向かって変更され、右上ブレード１６６と右下ブレード１６８との間の渦流の方向へ引き寄せられる。流線ｄは右上ブレード１６６の上面に沿って内方へ流れることができるが、右上ブレード１６６の下面は完全に失速される。これは右上ブレード１６６が反対両側の面の間に大きな圧力差を発生するのを阻害される。
【０１４４】
図９〜図１３の説明
図９は水泳用足ヒレの中心軸線に沿って凹部を有する改良された水泳用足ヒレの斜視図を示している。この凹部は水泳用足ヒレの後部から、足入れ空間１８０の爪先部分から予め定めた距離の位置（この場合はかなり短い距離）まで延在している。しかしながらいずれの望ましい距離も使用できる。この凹部は水泳用足ヒレを右ブレード半体１８２と左ブレード半体１８４とに分けている。右ブレード半体１８２は可撓ブレード部分１８６および右補強部材１８８で作られている。可撓ブレード部分１８６の外縁１９０は、いずれかの適当な方法で右補強部材１８８の内縁１９２に連結されている。例えば、可撓ブレード部分１８６および補強部材は同じ材料で一体としてモールド成形されることができる。右補強部材１８８の外縁１９４は内縁１９２と反対側に位置されている。右補強部材１８８はその厚さが後部先端１９５へ向かって肉厚にテーパーを付形されている。可撓ブレード部分１８６は後縁１９６、内縁１９８、および上面１９９を有しているのが見られる。
【０１４５】
左ブレード半体１８４は右ブレード半体１８２と同じように構成されている。左ブレード半体１８４は可撓ブレード部分２００および左補強部材２０２を有する。可撓ブレード部分２００の外縁２０４はいずれかの適当な方法で左補強部材２０２の内縁２０６に取付けられている。内縁２０６の反対側は左補強部材２０２の外縁２０８である。可撓ブレード部分２００は後縁２１０、内縁２１２、および上面２１４を有しているのが見られる。左補強部材２０２は後部先端２１６へ向かって肉厚にテーパーを付形されている。
【０１４６】
凹部の前部と足入れ空間１８０との間で可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００が互いに結合されている。足入れ空間１８０は可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００のこの部分に対していずれかの適当な方法で連結される。可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００のこの部分は足入れ空間１８０の下側を延在して、地上を歩行することで過大な磨滅が生じるのを防止するのに十分な厚さの足裏を形成するのが好ましい。これを達成するために、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００のこの部分の肉厚は、足入れ空間１８０の下側で実質的に厚くされるのが好ましい。足入れ空間１８０の足裏は右補強部材１８８および左補強部材２０２の堅固な支持を行うために十分大きい剛性に作られるのが好ましい。他の実施例は、望まれるならば足入れ空間１８０の下側に別の一層剛性的な材料を使用することができる。
【０１４７】
図１０は図９の線１０−１０に沿う横断面図を示している。図１０において、右補強部材１８８および左補強部材２０２はいずれも水中翼を有しているのが見られる。外縁１９４および左補強部材２０２は共に丸められているが、内縁１９２および内縁２０６は共にテーパー形で、比較的幅が狭い。可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００は全体的に平面形状で、右補強部材１８８または左補強部材２０２よりもかなり薄い。内縁１９８および内縁２１２は比較的鋭い形状とされている。右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４を横断するテーパー形の大部分はそれぞれ右補強部材１８８および左補強部材２０２に沿って形成されていることが見られる。可撓ブレード部分１８６において下面２１８は上面１９９の反対側であるのが見られる。可撓ブレード部分２００において下面２２０は上面２１４の反対側である。
【０１４８】
この図面は右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が使用時に変形することを示している。流入する流れ２２２は右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４のまわりを流れる一連の流線で示されている。可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００は下方へ向かって湾曲される。何故なら、水泳用足ヒレは上方へ向かってキックされて上面１９９および上面２１４が迎え面となされるからである。水平方向の破線は休止状態にあるときの可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００の位置を示している。上方へ湾曲された破線は、ストロークが逆転されて、下面２１８および下面２２０が迎え面となるように水泳用足ヒレが下方へ向かってキックされたときの可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００の位置を示している。
【０１４９】
下面２１８および下面２２０の近くを流れる流線は、滑らかに且つ取り付いた状態で流れる。これは左ブレード半体１８４に揚力ベクトル２２４を発生し、また右ブレード半体１８２に揚力ベクトル２２６を発生させる。揚力ベクトル２２４は垂直成分２２８および水平成分２３０を有する。揚力ベクトル２２６は垂直成分２３２および水平成分２３４を有する。
【０１５０】
図１１はブラウンコーレン氏付与された独国特許第２５９３５３号（１９８７）およびバーノイン氏に付与された仏国特許第１５０１２０８号（１９６７）の両方に使用されている従来技術のテーパーを付形されたブレード半体の対照横断面図である。これらの設計の多くの問題を本明細書の従来技術の項の背景説明において既に説明したが、図１１はそれらが発生する望ましくない流れの状態を見ることができるようにしている。これらの従来技術の設計のブレードは同じような横断面形状を有しているが、図１１は両設計に固有の問題を示すことができる。対照する目的で、図１１の従来技術の断面図は図９の線１０−１０に沿う図１０に示された断面図と同じ配向とされている。
【０１５１】
図１１において、従来技術のブレードは図１０に示されたブレードとは異なるように撓むのが見られる。図１１において、流入する流れ２３６は従来技術のブレード半体のまわりの望ましくない流れの状態と認識される一連の流線で示されている。
【０１５２】
図１２および図１３は、ブレード半体の可撓性が大きいときの図１１に示された従来技術のブレード半体における構造的な欠点のある水泳用足ヒレによって強調される変形問題の斜視図を示す。ブラウンコーレン氏の従来技術は、一体型の足ヒレに両足を入れてイルカのようなキックストロークで使用されるように意図されているが、彼の設計による主な問題は、彼のブレード設計における構造的な欠点にあり、足の取付け装置によるものではない。ブレード設計におけるこのような構造的な欠点は、ブラウンコーレン氏およびバーノイン氏のブレード設計の両方に共通している。このために、両方の設計に共通の同じ厳しい構造的な欠点は、１つの単純化した実施例として図１２および図１３に示されている。図１２は使用時に幅方向に離隔される従来技術の水泳用足ヒレの頂部斜視図を示している。図１３は、使用時にブレードが実質的に横方向の軸線のまわりで後方へ曲げらているのが見られることを除いて、図１２に示した同じ水泳用足ヒレの側面斜視図を示している。従来技術のブレードが剛性の大きい材料で作られているときに発生する問題を図１１が示すように、図１２および図１３はブレードが可撓性の大きい材料から作られているときにその同じ従来技術の設計が生じる問題を示している。
【０１５３】
図９〜図１３の作動
図９および図１０に示された実施例は、右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が実質的に長手方向の軸線に沿って捩れることができるように設計されている。この実施例は、図９および図１０においてブレードが各々の往復ストローク時に下反角を形成するような配向となれるように捩れを生じ得ることを除いては、図５〜図７に記載された揚力を発生させるための同じ基本的な方法を使用している。
【０１５４】
この実施例の構造は、右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が使用時に捩れ形を得られるように実質的に長手方向の軸線のまわりで効率的に曲がることができるようにする。右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４は、実質的に厚いときは比較的剛性で、実質的に薄いときは比較的可撓性である材料から作られるのが好ましい。これは、右補強部材１８８および左補強部材２０２が実質的に剛性とされる一方、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００は実質的に可撓性とされることを可能にする。例として、厚さが適当に変化されている繊維強化された熱可塑性材料が使用できる。このような望ましい結果を生み出すために、いずれかの適当な材料または複数材料の組合わせを、さらにまたいずれかの適当な構造において、使用できる。各々のブレード半体の外側縁の近くの肉厚の急激な減少は、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００をそれらの外側縁の近くで大きく変形できるようにする。これは、このような急激なテーパー付形が可撓ブレード部分１８６の外縁１９０に沿う、ならびに可撓ブレード部分２００の外縁２０４に沿う曲げ抵抗応力を実質的に減少させるからである。変形は各々のブレード半体の外側縁の実質的に近くで生じるので、各々のブレードの低圧面に沿う離隔はかなり減少される。これは揚力を大きく増大し、抵抗を減少させる。可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００は可撓性が大きくなるように作られて、比較的穏やかなキックストローク時に十分に小さな迎え角となるように曲がることが好ましい。実験によれば、失速状態を減少し、揚力を発生させるためにこのような大きな可撓性が必要なことが示されている。
【０１５５】
各々のブレード半体の外側縁の近くにおける厚さの急激な変化は、右補強部材１８８および左補強部材２０２が実質的に厚く剛性とされる一方、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００は十分に薄く、可撓性が大きくなるように作られることを可能にする。代替実施例において、外縁１９０および外縁２０４はそれぞれ可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００の残りの部分よりも薄くできる。これは、右補強部材１８８および左補強部材２０２の近くで曲げ応力に服従しなければならない材料の体積をさらに減少することで、さらに可撓性を増大できる。
【０１５６】
図９において、右補強部材１８８および左補強部材２０２はそれぞれ後部先端１９５および後部先端２１６に向かってその長さに沿って厚さにテーパーを付形されていることが見られる。これは、使用時に鞭打ちに似た作用が発生されるように各々のブレード半体の後部が大きな可撓性を得られるようにする。各々のブレード後部が後方へ湾曲するとき、揚力ベクトル２２４および揚力ベクトル２２６は泳者の意図する移動方向へ向かって僅かに前方へ傾斜されることができる。これらの後部の可撓性は、各々のブレードにおける長手方向の捩りモーメントを大きく減少させるように大きくてはならず、望ましくない大きさの空運動または幅方向の離隔を生じてもならない。大きな剛性が右補強部材１８８および左補強部材２０２の全長に沿って保持されて、過大な変形が生じるのを防止しなければならない。右補強部材１８８および左補強部材２０２のテーパー形状は、後部の近くに一層流線形の水中翼形状を与えることによって各々のブレード半体の後部の近くの剥離を減少させている。
【０１５７】
この実施例の多くの変形例が可能である。右補強部材１８８および左補強部材２０２は長さに沿って一定の厚さまたは剛性を保持できる。いずれかのテーパーの付形、すなわち剛性の変化が使用される場合、各々のブレードの長さに沿ってそれらは一連の高として生じる。厚さを減少された小さな区域が足入れ空間１８０の近くに形成されて、右補強部材１８８および左補強部材２０２の基部はその足入れ空間１８０の近くの横方向の軸線のまわりで後方へ曲がる或る程度の能力を得ることができる。
【０１５８】
他の代替実施例には、各々のブレード半体における多数の材料の使用が含まれる。可撓ブレード部分１８６および右補強部材１８８は、２つの異種材料が機械的または化学接着剤で互いに結合されて作られることができる。同じことが可撓ブレード部分２００および左補強部材２０２について適用できる。右補強部材１８８および左補強部材２０２として一層剛性の大きい材料を使用することで、水中翼形状の効率を向上させるためにそれらの肉厚は減少できる。これは、右補強部材１８８および可撓ブレード部分１８６の間の、ならびに左補強部材２０２および可撓ブレード部分２００の間の可撓性の変化を減少することなく、各々のブレードの横断面形状の変化を減少できるようにさせる。同様に右補強部材１８８および左補強部材２０２は一群の材料から作ることができる。これは補強部材、ビーム、ストラット、ワイヤー、ロッド、チューブ、リブおよび繊維を含むことができる。
【０１５９】
図９において、右補強部材１８８および左補強部材２０２はその長さに沿って大きく傾斜（ｓｗｅｅｐ）され、また互いに引離されることが見られる。右補強部材１８８および左補強部材２０２の基準線に関して使用される傾斜の度合いは、希望に応じて変化されることができる。小さな傾斜が望まれるならば、右補強部材１８８および左補強部材２０２は速い速度のときに互いに引離される。各々の足ヒレが使用者の各々の足に個別に使用されるように意図され、また右補強部材１８８および左補強部材２０２が大きく引離されるように意図されるならば、各々のブレード半体の長さは、使用時に足ヒレが互いに接触しないように各々の水泳用足ヒレの幅を減少させるために短縮されることができる。この状態では、右補強部材１８８および左補強部材２０２の外側部分は大きく傾斜されることが好ましい（しかし要求されることはない）。右補強部材１８８および左補強部材２０２の少なくとも外側部分は、ブレード半体の迎え面に沿って外方へ向かう幅方向の横断流れ状態が発生するのを大いに減少させるうえで有効となる大きさにブレード半体が下反角を形成するように捩られるのに十分なだけ、後方へ傾斜されることも好ましい。
【０１６０】
他の代替実施例には、イルカに似たキック運動で使用されるように１つの水泳用足ヒレに使用者の両足を入れて使用することが含まれ得る。この形式の使用は、望まれるならば幅（および全体寸法）をかなり増大できるようにする。これは、単一足ヒレを使用することで他方の足ヒレとの接触が回避できるためである。この状態においては、右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４は実質的に横方向に整列された翼に似た水中翼の外端部に配置できる。これは、横方向の水中翼の各端部に２つの大きく傾斜した後部先端を形成する。ブレード半体の流れ方向の長さは、さまざまな実施例における要望にしたがって変化できる。右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が使用時に長手方向の軸線のまわりで捩れるときにその右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が得る下反角を形成するような配向は、そのような横方向の水中翼の各側における誘導抵抗渦の形成を大いに減少させることができる。右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が得た減少された迎え角によって発生される揚力ベクトルは、この横方向の水中翼によって発生される揚力を大いに増大させる。この横方向の水中翼はいずれかの望まれるた度合いで後方へ傾斜されることができる。いずれの望まれた幅方向の寸法またはアスペクト比も使用できる。
【０１６１】
図１０は図９の線１０−１０に沿う断面図を示す。図１０に示される図面は、大いに迎え角を減少させるが、右補強部材１８８および左補強部材２０２の位置はキックストロークの間を通じて十分に安定した状態に保持されるようにするために、ブレードが実質的に長手方向の軸線のまわりで捩れることができることを示している。このような捩れは、右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４の外側縁にかなり近い所で発生するのが見られる。これは、右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４の厚さのかなり大きな変化が外縁１９４および外縁２０８に非常に近い位置で引き起こされる理由によって、可能である。この急激な厚さの変化は、可撓性の急激な変化もこれらの位置の近くで引き起こされることができるようにする。この結果、なかり大きい可撓性が可撓ブレード部分１８６と右補強部材１８８との連結部、ならびに可撓ブレード部分２００と左補強部材２０２との連結部に生じる。可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００の幅方向の寸法はそれぞれ右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４の幅方向の寸法に比べてかなり大きいので、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００はかなり大きな梃子作用をそれぞれ右補強部材１８８および左補強部材２０２に対するそれらの連結部に作用させることができる。
【０１６２】
同様に、右補強部材１８８の内縁１９２と外縁１９４との間、ならびに左補強部材２０２の内縁２０６と外縁２０８との間に生じる厚さの急激な変化は、剛性の大きな増大が右補強部材１８８および左補強部材２０２の内部に生じることを可能にする。或る程度の可撓性は、その可撓性が実質的に大きな空運動を生じて性能を大きく低下させることがない限りにおいて、右補強部材１８８および左補強部材２９２に存在することは許される。右補強部材１８８および左補強部材２０２は右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８８が使用時に過度に変形するのを十分に防止できるほどに剛性であるのが好ましい。使用時に右補強部材１８８および左補強部材２０２の長さに沿って現れるどのような変形も可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００が下反角を形成するように効果的に変形するのを強く抑制するほどに、または抑制するように、生じないことも意図される。
【０１６３】
剛性の度合いは、右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が使用時にそれぞれ揚力ベクトル２２６の垂直成分２３２および揚力ベクトル２２４の垂直成分２２８の作用を受けて実質的に横方向の軸線のまわりで後方へ湾曲する傾向を十分に減少させるように選定されるべきことが好ましい。剛性の度合いは右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が使用時にそれぞれ揚力ベクトル２２６の水平成分２３４および揚力ベクトル２２４の水平成分２３０の作用を受けて実質的に横方向に互いに引離されるのを十分に減少させるように選定されるべきことも好ましい。これはストローク間に発生される空運動を程度を大いに減少させる。これはまた、各々のブレード半体が大きな揚力を効率的に発生する配向を実質的に保持する。さらに、このような剛性は右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４で発生される揚力が効率的に足入れ空間１８０へ伝え、この足入れ空間１８０はさらに推進のために泳者の足を前方へ押圧することを可能にする。
【０１６４】
図１０において、流入する流れ２２２は右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４をまわって流れる一連の流線で示されている。右補強部材１８８および左補強部材２０２をまわって下面２１８および下面２２０へ向かって湾曲する流線は滑らか且つ取り付いたように流れる。これは大きな揚力が右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４に懲りてに発生されるようにする。また、上面１９９および上面２１４に沿って流れる流線はブレード間の凹部へ向かって内方へ流れる。これは、外方へ向かう幅方向の横断流れ状態が大いに減少されたことを示す。右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４の上下の流線は構造的に合流できるので、揚力が効果的に発生される。これは、そのような合流が各々のブレード半体の風下面をまわって長い距離を流れる水がブレードの迎え面を横断して短い距離を流れる水に遅れを取らないようにより一層速い速度で流れるためである。この風下面に沿う流速の増大は、それらの面を横断して流れる水の圧力を低下させる。ブレードに揚力を発生させるのはこの圧力の低下である。
【０１６５】
上面１９９および上面２１４の上方で内方へ流れる流線の存在は、流体有りがそれらの面の上で増大されることを示す。これは下面２１８および下面２２０の下方の低圧領域と組合って、ブレードの迎え面と風下面との間に生じる全体的な圧力差を増大させることで揚力をさらに増大させる。流線の幾つかは、内縁１９８および内縁２１２の間に存在する凹部を通過するのが見られる。この凹部を通る動きは流れが迎え面から出て風下面を出る流れと合流するのを許し、これによりベルヌーイの定理により揚力の発生を可能にする。さらに、凹部を通るこの水の流れは迎え面に沿う過大な背圧をこの凹部を通して排出するのを可能にする。これはそのような背圧が、迎え面に沿う流れをせき止めて外方へ向かって幅方向に広がるほどに蓄えられるのを防止する。
【０１６６】
外方へ向かう幅方向の横断流れ状態は大いに減少されるので、すなわち迎え面に沿ってすら横断流れ状態は排除されるので、これらの面を横断して流れる水はブレードの後縁へ向かって集中するように効率的に流がされる。これはブレードの風下面に沿って取り付いて流れる揚力を発生させる流れと組合うと、前進力を大きく増大させる。図１０に示された上面１９９および上面２１４に沿って内方へ向かって流れる流線は、ブレードの後縁へ向かって（紙面から図面を見る者へ向かって）速い速度で流れる。後方へ向かう流れに対する内方へ向かう幅方向の流れの比率は望まれるままに変化することができる。
【０１６７】
本発明による流れの制御方法を使用したブレード設計のまわりの流れを煙を用いて行った風洞試験によれば、ブレードの迎え面に沿う外方へ向かう幅方向の横断流れの状態は十分に減少されたことが示された。さらに、これらの試験は、かなり強く取り付いた流れの状態がブレードの風下面に沿って形成されるのを示した。多くの従来技術のブレード設計についての煙を用いた対照試験は、迎え面に沿ってかなり強い外方へ向かう幅方向の流れ状態が発生することを示した。この従来技術の設計における対照試験は、かなり大きな流れの剥離および誘導抵抗渦が風下面に沿って形成されるのを示した。
【０１６８】
本発明の制御方法を使用したモデルの風洞試験では、ブレードの迎え面に沿って形成される幅方向の横断流れ状態および後方へ向かう流れ状態の両方に多くの変化が生じることが示された。さまざまな変数を操作することで、これらの各々の流れ状態および互いに対する比率を変化させることができた。例えば、使用時に形成される凹部の寸法を制御して減少することで、迎え面に沿って流れる流線が、凹部へ向かう内方への横断流れ状態またはブレードの外側縁へ向かう外方への横断流れ状態を生じることなく、ブレードの後縁へ向かって後方へ真っ直ぐ流れるようにさせることができる。この状態で、ブレードの配向および凹部の寸法は著しい横断方向の流れ状態を生じることなく迎え面を横断して大きな後方へ向かう流れが形成されるように調整される。凹部の寸法は、外方へ向かう幅方向の横断流れ状態が発生するのを効率的に防止できる程度にブレード間の中央領域から背圧を流し出すように調整される。使用時に形成される凹部の寸法を増大させることで（これはブレードがより一層下反角となる配向へ捩れるようにさせることで達成できる）、流線は内方へ向かう幅方向の横断流れ状態によって凹部へ向かって収斂される。これはブレードが水中を移動できる潜在速度を高める。何故なら、凹部の流れ容量を増大することは、処理できる凹部の最大背圧も高めるからである。これは流速の増大がブレードの低圧面に発生される揚力を相応に増大させるので、有利である。
【０１６９】
多くの変数が後方へ向かう流れ状態に対する幅方向の横断流れ状態の特定な比率に関与する。これには、ブレードの長手方向の迎え角（右補強部材１８８および左補強部材２０２の長手方向の基準線によって制御される）、ブレードの横方向の迎え角（横方向の軸線のまわりの枢動の容易さによって、ならびに使用時に得られる全運動範囲によって実質的に制御される）、休止時および使用時の両方において形成される凹部の全体形状、輪郭、幅、および長さ、水中を移動するブレードの速度および方向（水中でのブレードの強度および方向によって実質的に制御される）、およびブレードによって発生される揚力の強さ（ブレードの風下面に沿う取り付いた流れ状態の質および配向、ならびにブレードの形状、輪郭、表面状態、撓みの度合い、および寸法によって実質的に制御される）が含まれる。
【０１７０】
代替実施例において、多くのこれらの変数およびそれらの制御因子は望まれるように操作されて変化され、またさまざまな方法で組合わされることができる。ブレードが示す長手方向の迎え角は右補強部材１８８および左補強部材２０２の長手方向の基準線によって実質的に制御される。代替実施例は、足入れ空間１８０に枢動可能に取付けられた右補強部材１８８および左補強部材２０２を有して、右補強部材１８８および左補強部材２０２が足入れ空間１８０に対して予め定めた運動範囲内で横方向の軸線のまわりで枢動できるようにすることができる。これは、右補強部材１８８および左補強部材２０２がその長さに沿って枢動して、使用時に長手方向の減少された迎え角を形成できるようにする。この枢動運動はしばしば海洋哺乳動物や魚において観察される。この枢動時の空運動を最小限にするために、運動範囲はかなり狭く制限される。例えば、各々のストローク時に長手方向の迎え角を変化させるために使用される時間は、長手方向の軸線のまわりの減少された横方向の迎え角となるように枢動する（下反角を形成するような枢動）を行う時間と一致するように成される。右補強部材１８８および左補強部材２０２が所望範囲の限界まで枢動したならば、適当な停止装置があらゆる他の動きを（徐々に、または急激に）停止させるために使用できる。このような停止装置はブレードが揚力の発生に有効な配向を保持し、またその揚力をブレードから足入れ空間１８０へ効率的に伝えて推進力が最大となるようにすることができるように十分な強度および剛性を有することを意図している。また、右補強部材１８８および左補強部材２０２が長手方向の枢動を行うときに、或る程度の抵抗すなわちばね作用に似た張力が所定の運動範囲無いにおいて発生できる。これは右補強部材１８８および左補強部材２０２が限られた運動範囲内で枢動するときに有利な流れ状態が発生することを可能にする。このようなばね作用に似た張力は右補強部材１８８および左補強部材２０２をストロークの終端で中立配向状態に戻すようにスナップさせることにも作用する。
【０１７１】
外方へ向かう幅方向の流れ状態が大きく減少されることを示した本発明の方法を使用したブレード設計に関する風洞試験はまた、足ヒレの後縁を過ぎた流れ状態も従来技術より大きく改善されることを示している。従来技術の設計に関する試験では、後縁を超えて流れることのできる流線はいずれも周囲の流れ方向によって直ぐに再び方向を変えられる。
【０１７２】
しかしながら、本発明の制御方法を使用した設計に関する試験では、迎え面上のほとんど全ての煙の流れがブレードの長手方向の基準線と実質的に平行な方向へ偏向された。これらの煙の流れはその後、周囲の流れの下流側の動きによって再び方向を変えられる前に、従来技術の設計で得られるよりもかなり長い距離につき自由な流れとして流出される。これは、従来技術に比較して本発明のブレード設計による後縁から流出される流体の流速および運動量を実質的に増大させることを示している。
【０１７３】
本発明の方法はブレードの迎え面に沿って発生される有利な横断流れ状態を許すと共に、取り付いた流れ状態がブレードの風下面に沿って形成されるようにするので、かなり大きな推進力を得ることができる。迎え面に沿う有利な流れ状態は性能を向上させることができるので、実際の水泳用足ヒレの試験モデルは推進力全体に影響する主な因子が風下面目に沿う流れの剥離の程度であることを示している。風下面の剥離および誘導抵抗渦の形成が取り付いた流れ状態に置き換えられると、推進力は大きく増大される。ブレードが失速状態を示す水泳用足ヒレの試験モデルはほとんどまたは全く推進力を与えないのに対して、風下面に沿って取り付いた流れ状態となるブレードを有する本発明の試験モデルはかなり大きな推進力を与える。本発明の方法は、従来技術で失敗した風下面における流れの剥離および誘導抵抗の形成を大いに減少させることに成功した。
【０１７４】
図１１〜図１３は、本発明で解決された従来技術の２ブレード設計における幾つかの問題を示している。図１１は、均等なテーパーを付形されたブレードにより示される実質的に限られた上反角の曲げ能力を示している。１種類の材料で作られた均等にテーパーを付形されたこのブレードは、可撓性が徐々に変化することしか許さない。この可撓性の変化がかなり大きな距離にわたって生じるので、曲げは各々のブレード半体の外側縁からかなり長い距離にわたって生じる傾向を見せる。前進的なテーパー形の横断面形状に使用された材料のかなり大きな部分が曲げに対する抵抗力を実質的に増大する。これは、いずれかのこのような曲げが生じる前に圧縮および引張りの応力に服従しなければならない材料の量が増大されるからである。
【０１７５】
これらの欠点のために、図１１に示された均等にテーパーを付形された各々のブレード半体の横断面形状は、重要な長手方向の軸線のまわりの曲がりにおいてそれほど有効でない。ブレード半体が使用時に流入する流れ２３６の圧力に作用されて横方向の軸線のまわりで後方へ過度に曲がるのを防止するのに十分なほど堅固に作られるならば、フレームは長手方向の軸線のまわりで十分に曲がるには堅固過ぎることになる。この結果、各々のブレード半体のほんの少しの部分だけが使用時に発生される水圧の影響を受けて長手方向の軸線のまわりで下反角を形成するように変形されるのが見られる。破線は各々のブレード半体の休止位置を示している。各々のブレード半体の大部分は流入する流れ２３６に対して過大な迎え角の状態に保持されるので、ブレードは使用時に失速する。これは揚力が発生されるのを阻害する。
【０１７６】
図１１に示された流入する流れ２３６の流線は従来技術のブレード半体のまわりに生じる望ましくない流れ状態を示している。僅かな量の水がブレード半体の間の空間へ向かって導かれるが、各々のブレードの幅方向の大部分を横断して形成されている大きな迎え角は、水が各々のブレード半体の外側縁から離れる方向へ効果的に集中されるのを阻害する。これは、迎え面（この図では上面）に沿って水圧が直ぐに蓄えられて、ブレードの外側縁をまわって水を溢れさせる。これらの外側縁をまわって流線が湾曲されると、流れはブレードの風下面（この図では下面）から剥離するのが見られる。これは各々のブレード半体の風下面の下方にかなり大きい誘導抵抗渦を形成する。これらの誘導抵抗渦は水を迎え面から離れる方向へ大量に引き寄せる。この剥離は揚力を失わせ、大きな抵抗を発生させる。さらに、誘導抵抗渦は水を曲げ、水が各々のブレード半体の風下面へ向かって逆流するのが見られる。この曲げられた水流はブレード半体の風下面を望まれる揚力方向とは反対の方向へ押圧する。試験モデルによる実験では、図１１に示した構造上の欠点を有する実質的に堅固なブレードが大きな抵抗の影響を受けて、十分な推進力を発生できないことを示した。
【０１７７】
図１２は、この図に示されたブレードが図１１に示したブレードよりも一層可撓性の材料から作られていることを除いて、使用時に図１１で説明した従来技術の構造上の問題と同じ問題の影響を与える水泳用足ヒレを示している。図１１に示されたブレード半体が長手方向の軸線のまわりで下反角を形成するように一層変形できるように一層可撓性に作られると、このブレード半体は図１２に示された形式の変形を一層受け易くなる。
【０１７８】
図１２において、破線は休止状態における従来技術の形式のブレードの位置を示している。実線は、使用時に幅方向にブレードが大きく変形するのを示している。この頂面図では、水泳用足ヒレは図面を見ている者へ向かってキックされている。湾曲した矢印は水泳用足ヒレが休止後にキックされたときの各々のブレードの移動方向を示している。
【０１７９】
図１２に示された離隔された配向は、各々のブレード半体の可撓性の増大が、ブレード間の空間の近くで内方へ向かって流れる水によって発生される外方へ向かう力に対して抵抗する各々のブレードの能力を減少させることが原因して、引き起こされる。また、このような可撓性の増大は、使用時にブレードに一層大きな下反角を形成する変形が生じるのを可能にするので、一層多量の水がブレード間の空間へ向かって内方へ偏向される。これは、この内方へ向かって流れる水がブレード半体を外方へ向かって幅方向に押圧する力をかなり増大させる。この結果、下反角の変形度合いが大きくなればなるほど、使用時にブレード半体が互いに離隔される度合いが大きくなる。各々のブレードが長手方向の軸線のまわりで下反角を形成するような大きな曲がりを生じることができるように十分な可撓性を有して作られるならば、構造的にすわの変形を防止するほど十分な剛性になららない。本明細書の従来技術の項の背景説明で検討したように、このように幅方向の離隔は水泳用足ヒレの効率を劣化させる。
【０１８０】
図１３は使用時に上方へ向かってキックされるときの図１２に示されたのと同じ水泳用足ヒレの斜視図を示している。図１２は外方へ向かって離隔されたブレードを示しているが、図１３はそのブレードが使用時に横方向の軸線のまわりでそれと同時に後方へ曲がる傾向のあることを示す。使用者の足の上方の矢印はキックストロークの方向を示している。湾曲した矢印は水泳用足ヒレが休止の後に前方へ向かってキックされたときの各々のブレードの移動方向を示す。このような後方へ向かう曲がりは、各々のブレードが長さに沿って大きく下反角を形成するように変形できるほどに十分な可撓性を有して作られたとき、そのブレードの構造が横方向の軸線のまわりの曲げの影響をかなり受け易いという理由によって、生じる。
【０１８１】
図１２および図１３に示された構造上の欠点を有する試験モデルに関する実験は、弾性の大きい材料が使用された場合に、このような劇的な大きさの望ましくない変形が共通して生じることを示している。このような実験は、これらの変形問題のあるブレードに関しては推進力が小さいことを示している。実験によれば、各々のブレードとして使用される材料の剛性をただ増大させることだけで、各々のブレードの大部分は過大な迎え角の状態に保持され、これにより失速状態が引き起こされ、揚力が失われると共に大きな抵抗の発生されることを示している。これらの問題はそのような従来技術の設計を使用できないものにしている。
【０１８２】
図９および図１０に示された本発明の実施例を振り返ると、かなり剛性の右補強部材１８８および左補強部材２０２と非常に弾性の可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００との組合わせが、従来技術に固有の性能を劣化させる構造上の問題を有効に解決することが見られる。従来技術とは違って本発明の方法は、重要な長手方向の軸線のまわりで下反角を形成するような捩れに対して十分な可撓性を有する一方、使用時にブレードにそれらの配向を実質的に保持できるような十分な剛性を与えるブレードを提供する。これは、失速状態を引き起こす抵抗を、各々のブレードに揚力を発生させる取り付くような流れ状態で置換するようにすることができる。さらに、ブレードは新たに誘起された揚力を足入れ空間１８０に対して効果的に伝えて泳者を前進させるのに十分な構造性
（ｓｔｒｕｃｔｕａｌ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を有する。使用時の幅方向の離隔および後方への曲がりの発生を大きく減少させることで、本発明のこの方法はさらに空運動が十分に減少されるようにする。
【０１８３】
バーノイン氏およびブラウンコーレン氏は彼らのブレード設計における風下面に沿って揚力を発生する取り付いたような流れ状態を確立する方法を提供しなかっただけでなく、彼らがこの必要性に気付いているとの言及がないばかりか、彼らのブレードがかなり大きい失速状態および誘導抵抗渦の形成によって非常に大きな抵抗を発生することに気付いているとの言及もない。バーノイン氏およびブラウンコーレン氏は彼らのブレードが幅方向に離隔されるのを防止する方法を全く提供していないだけでなく、彼らのどちらも彼らの設計にそのような問題が存在することに気付いていない。彼らは、弾性が大きく変形可能な材料の使用で彼らのブレードが横方向の軸線のまわりで後方へ曲がるために過大な空運動の影響を大いに受け易くなっていることに気付いているとは言及していない。
【０１８４】
図１４〜図２３の説明
図１４は図９に示されたのと同じ水泳用足ヒレの右半体を示す一部断面とした斜視図を示している。この実施例の両方のブレード半体は同じように機能するので、図１４は右半体だけについて説明する。また、図１４の断面図は可撓ブレード部分１８６のかなり肉厚の部分を見られるようにしており、この部分は足入れ空間１８０の下側を延在して足入れ空間１８０の足底を形成している（図９にて既に説明した）。右ブレード半体だけを示す他の理由は、この設計が唯一のブレード半体を有して他の連結されるブレードまたはブレード半体が全くない状態で使用できるからである。このような実施例は、可撓ブレードが下側に備えられて迎え角が毎回の往復ストロークにおいて変化できるようになされたことを除いて、図１〜図４に示されたのと似ている。代替例はいずれかの望まれる枚数の付加的ブレードをいずれかの望ましい構造または形状で使用することができる。しかしながら好ましい実施例は２つの実質的に対称形のブレード半体を使用することになる。
【０１８５】
図１４において、破線は可撓ブレード部分１８６に沿った曲がり領域２３８の存在を示しており、これは足入れ空間１８０に近い中央の凹部の基部から後部先端１９５に近い後縁１９６まで延在する。
【０１８６】
図１５は図１４の線１５−１５に沿う横断面図を示している。図１５において、曲がり領域２３８は右下ブレード１６８の平面の上下を延在する垂直に配向された破線によって示されている。曲がり領域２３８は、可撓ブレード部分１８６上のその位置がこの横断面図で見られるように示されている。流入する流れ２４０は右ブレード半体１８２へ向かい、そのまわりを流れる一連の流線で示されている。右補強部材１８８の中立位置２４２は水平方向に整列された破線で示されている。可撓ブレード部分１８６の半撓み位置２４４は下方へ向かって角度を付された実線で示されている。可撓ブレード部分１８６の大撓み位置２４６は下方へ角度を付された破線で示されている。中立位置２４２および大撓み位置２４６への右ブレード半体１８２の変形は、上面１９９が迎え面となるように水泳用足ヒレが水中を上方へ向かってキックされたときに生じる。中立位置２４２から中立位置２４２または大撓み位置２４６への可撓ブレード部分１８６の変形は、曲がり領域２３８および内縁１９８の間で生じるのが見られる。曲がり領域２３８および右補強部材１８８の間の可撓ブレード部分１８６の部分は流入する流れ２４０の作用のもとで右補強部材１８８の配向に対して実質的に制止されて保持される。流入する流れ２４０の流線が右補強部材１８８の外側をまわって流れるとき、可撓ブレード部分１８６が半撓み位置２４４へ変形されると剥離領域２４８は右ブレード半体１８２圧力面に沿って形成される。
【０１８７】
図１６は図１４の線１６−１６に沿う横断面図を示している。図１４の線１６−１６に沿うこの横断面図は、図１４の線１５−１５に沿う横断面図よりも後縁１９６の近くに位置するのでまた図９の線１０−１０に沿う横断面図よりも足入れ空間１８０の近くに位置するので、水泳用足ヒレが垂直を図１５で行われたのと同様に上方へ向かうストロークでキックされたときに、流入する流れ２４９は右ブレード半体１８２に向かってそのまわりを流れる２つの流線で示される。したがって、図１６の流入する流れ２４９は図１５に示された流入する流れ２４０を形成するのに使用されたのと同じキック運動で発生される。図１６において、可撓ブレード部分１８６の中立位置２４２、半撓み位置２４４および大撓み位置２４６は、この図面でこれらの位置が図１４の線１６−１６に沿う位置であることを除いて、図１５に示されたのと同じである。図１６において、可撓ブレード部分１８６の中立位置２４２は水平方向の破線で示されている。可撓ブレード部分１８６の半撓み位置２４４は下方へ角度を付された実線で示されている。可撓ブレード部分１８６の大撓み位置２４６は下方へ角度を付された破線で示されている。再び述べるが、可撓ブレード部分１８６上の曲がり領域２３８の位置がこの図面で見られるように、垂直方向に整列された破線によってその曲がり領域２３８が示されている。曲がり領域２３８は右補強部材１８８に実質的に近いので、可撓ブレード部分１８６の一層大きな部分が使用時に半撓み位置２４４または大撓み位置２４６へ変形することができる。
【０１８８】
流入する流れ２４９が右補強部材１８８の外側をまわって流れるとき、剥離領域２５０は右ブレード半体１８２の低圧面に沿って形成され、剥離領域２５０は図１５に示された剥離領域２４８よりもかなり小さい。この結果、図１６の右補強部材１８８の外側をまわって流れる流線は可撓ブレード部分１８６の半撓み位置２４４における基準線に実質的に平行に流れることができる。揚力ベクトル２５１が右ブレード半体１８２に発生される。
図１７は、この図面において横方向の凹部２５２が足入れ空間１８０の近くで可撓ブレード部分１８６に切込まれており、また後縁１９６’が図１４に示された後縁１９６よりも大きく傾斜しているのが見られることを除いて、図１４に示されたのと同じ水泳用足ヒレの一部断面とした斜視図を示している。図１７において、横方向の凹部２５２は内縁１９８から右補強部材１８８に向かって実質的に翼弦方向に延在し、右補強部材１８８に達する前に終端している。曲がり領域２５４は横方向の凹部２５２の外端部から後部先端１９５の近くの後縁１９６’まで延在する可撓ブレード部分１８６に沿う破線で示されている。
【０１８９】
図１８は、この図面に示される実施例が内縁１９８に沿うさまざまな間隔位置で可撓ブレード部分１８６を切込んで形成された前部横方向の凹部２５６と、中間横方向の凹部２５８と、後部横方向の凹部２６０とを有していることを除いて、図１４に示されたのと同じ水泳用足ヒレの一部断面とした斜視図を示している。外側曲がり領域２６２は、前部横方向の凹部２５６の外端部から後部先端１９５の近くの後縁１９６’まで延在する可撓ブレード部分１８６に沿う破線で示されている。中間曲がり領域２６４は、中間横方向の凹部２５８の外端部から後部先端１９５に近い後縁１９６’まで延在する可撓ブレード部分１８６に沿う破線で示されている。内側曲がり領域２６６は、後部横方向の凹部２６０の外端部から後部先端１９５の近くの後縁１９６’まで延在する可撓ブレード部分１８６に沿う破線で示されている。前部横方向の凹部２５６、中間横方向の凹部２５８および後部横方向の凹部２６０は可撓ブレード部分１８６を根元部分２６７と、前部パネル２６８と、中間パネル２７０と、後部パネル２７２とに分けている。
【０１９０】
図１９は、この図面で水泳用足ヒレの両方のブレードが使用時の変形を示されていることを除いて、図１８に示されたのと同じ水泳用足ヒレの斜視図を示している。左ブレード半体１８４はこの図面で見ることができるが、前部横方向の凹部２７４、中間横方向の凹部２７６および後部横方向の凹部２７８は可撓ブレード部分２００に沿って位置されているのが見られる。前部横方向の凹部２７４、中間横方向の凹部２７６および後部横方向の凹部２７８は、可撓ブレード部分２００を根元部分２６７と、前部パネル２８０と、中間パネル２８２と、後部パネル２８４とに分けている。
【０１９１】
足入れ空間１８０の上方の上方へ向かって傾いた矢印は、各々のブレード半体の上面が迎え面となるように水泳用足ヒレが水中を上方へ向かってキックされることを示している。使用時に、前部パネル２６８および前部パネル２８０は互いに対して下反角を形成するように配向されるように変形されることが見られる。中間パネル２７０および中間パネル２８２は大きな下反角の配向となるように変形される。後部パネル２７２および後部パネル２８４は最も下反角の大きい状態に変形される。これが生じると、各々の横方向の凹部は実質的に三角形の空間を形成するように離隔されて拡げられる。この図面から、後部パネル２８４の大きな下反角を成す配向は可撓ブレード部分２００の下面２２０を左ブレード半体２８４に沿って見ることができるようにする。右補強部材１８８および左補強部材２０２はそれぞれ後部先端１９５および後部先端２１６の近くで水圧の作用により後方へ撓むのが見られる。
【０１９２】
図２０は、この図面において前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０が図１８および図１９に示された前部横方向の凹部２５６、中間横方向の凹部２５８および後部横方向の凹部２６０に置換されていることを除いて、図１８および図１９に示されたのと同じ水泳用足ヒレの側面斜視図を示している。図２０を図１８および図１９と比べた場合、図２０の前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０は図１８および図１９に示された前部横方向の凹部２５６、中間横方向の凹部２５８および後部横方向の凹部２６０よりも右補強部材１８８に接近して延在しているのが見られる。図２０において、前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０は可撓ブレード部分１８６を根元部分２９１と、前部パネル２９２と、中間パネル２９４と、後部パネル２９６とに分けている。前部パネル２９２、中間パネル２９４および後部パネル２９６は図１８および図１９に示された前部パネル２６８、中間パネル２７０および後部パネル２７２よりもかなり大きいことが見られる。
【０１９３】
図２０と、図１８および図１９との間の他の相違は、可撓性の大きい翼弦方向の膜が前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０によって形成される可撓ブレード部分１８６の翼弦方向の空間を充足するように付加されていることである。図２０において、前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２はそれぞれ前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０を弛んだ状態で横断して支持されている。各々の可撓膜の外縁はそれぞれの凹部の内縁に対していずれかの適当な方法で取付けられている。機械的な結合装置および化学的な接着剤がそれらの縁を固定するのに使用できる。機械的な固定装置の例には、結合縁に配置される小さな組合う突起と開口とで構成される機構が含まれる。このような組合い構造には、穴、溝、隆起部、歯、ウェッジ、および他の同様なグリップ形状部が含まれる。適当な接着剤、および（または）溶接が、機械的な結合装置に代えて、またはそれに付加して、化学的な結合を形成するのに使用できる。
【０１９４】
この実施例において、前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２は可撓ブレード部分１８６よりも可撓性がかなり大きいことが好ましい。前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２は、弾性の大きい熱可塑性材料で作ることができるが、さらにいずれの可撓性材料も使用できる。このような可撓材料の例には、織物、シリコーンゴム、シリコーン熱可塑材、ネオプレン、ゴムまたはプラスチック含浸織物、繊維強化熱可塑性材料、および織物強化熱可塑性材料が含まれる。
【０１９５】
図２０に示される図面は、この実施例の休止状態における位置を示す。各々の膜は余剰材料を弛んだ状態に折畳まれているのが見られる。各々の膜の外端部から内縁１９８へ延在する横方向に整列された点線は、各々の膜に使用された余剰材料の量が内縁１９８へ向かって増大していることを示している。曲がり領域３０４は、前部横方向の凹部２８６の外端部から後部先端１９５の近くの後縁１９６’へ延在する可撓ブレード部分１８６に沿った破線で示されている。この実施例において、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０の両方の外端部は、曲がり領域３０４と整列された可撓ブレード部分１８６に沿う位置で終端している。
【０１９６】
図２１は、使用時に水中をキックされたときの図２０に示された完全な実施例の側面斜視図を示している。足入れ空間１８０の下側で下方へ向かう矢印は、水泳用足ヒレが下方へキックされることを示している。左ブレード半体１８４は右ブレード半体１８２よりも図面を見ている者の近くに位置している。
右ブレード半体１８２において、可撓ブレード部分１８６の下面２１８は後部パネル２９６において最もよく見られるが、中間パネル２９４においては少ししか見えず、前部パネル２９２ではほんの僅かしか見えない。中間横方向の可撓膜３００は前部パネル２９２と中間パネル２９４との間で実質的に三角形の形状を形成するように引伸ばされた状態で見られる。後部横方向の可撓膜３０２もまた中間パネル２９４と後部パネル２９６との間で三角形の形状となるように引伸ばされている。
【０１９７】
左ブレード半体１８４は水圧の作用のもとで右ブレード半体１８２と同様に変形する。可撓ブレード部分２００の上面２１４は後部パネル３１０に沿って最もよく見ることができ、中間パネル３０８に沿って少ししか見えず、前部パネル３０６に沿ってはほんの僅かしか見えない。足入れ空間１８０と前部パネル３０６との間は前部横方向の可撓膜３１２であり、この図面でかろうじて見られる。中間横方向の可撓膜３１４は前部パネル３０６と中間パネル３０８との間で引伸ばされた状態で見られる。同様に、後部横方向の可撓膜３１６は中間パネル３０８と後部パネル３１０との間にて三角形の形状となるように引伸ばされている。
図２２は、この図面において長手方向の可撓膜３１８が追加されていることを除いて、図２０および図２１に示されたのと同じ水泳用足ヒレの一部断面とした斜視図である。図２２は長手方向の可撓膜３１８が右補強部材１８８を可撓ブレード部分１８６から分けている弾性材料で作られた幅の狭いストリップであることを示している。長手方向の可撓膜３１８は前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２と結合されることが見られる。この結果、可撓ブレード部分１８６は根元部分３１９と、前部パネル３２０と、中間パネル３２２と、後部パネル３２４とに完全に分けられる。長手方向の可撓膜３１８の外縁（右補強部材１８８に最も近い）は機械的結合部および（または）化学的接着剤によって右補強部材１８８の内縁１９２に取付けられるのが好ましい。長手方向の可撓膜３１８の内側縁は（右補強部材１８８から最も遠い）は前部パネル３２０、中間パネル３２２および後部パネル３２４の外側縁に対して同様に取付けられるのが好ましい。
【０１９８】
この実施例は製造時間を最も短くするために射出モールド成形されることができる。例えば、右補強部材１８８、根元部分３１９、前部パネル３２０、中間パネル３２２および後部パネル３２４が１つの材料でまずモールド成形された後、最終組立て段階において足入れ空間１８０、前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００、後部横方向の可撓膜３０２および長手方向の可撓膜３１８が一層弾性である材料でそれぞれの部品の内面（または外面）にモールド成形されることができる。
【０１９９】
代替実施例では、長手方向の可撓膜３１８は１つ以上の横方向の可撓膜と分離されることができる。さらに、いずれかの数の横方向に整列された可撓膜を使用していずれかの数のセグメントとされるパネルを形成することができる。
図２３は図２２の線２３−２３に沿う横断面図を示す。図２３において、水平方向に整列された破線は水泳用足ヒレが休止されているときの後部パネル３２４の位置を示す。流入する流れ３２６は図２２に示された水泳用足ヒレが上方へ向かってキックされたときに形成される。図２３において、流入する流れ３２６は右ブレード半体１８２に向かってそのまわりを流れる２つの流線で示されている。流入する流れ３２６によって作用される圧力は、後部パネル３２４が傾いて流入する流れ３２６に対する迎え角を減少させるように、長手方向の可撓膜３１８を変形させる。２つの流線が右ブレード半体１８２のまわりを流れるときに揚力ベクトル３２８が発生される。
【０２００】
この横断面図は、長手方向の可撓膜３１８の外縁（右補強部材１８８に最も近い）が右補強部材１８８の内縁１９２の内部に差込まれていることを示している。また、長手方向の可撓膜３１８の内縁（右補強部材１８８から最も遠い）は後部パネル３２４の外側縁の内部に差込まれているのが見られる。これはこれらの縁部の結合方法の単なる一例である。結合を強化するために、穴または穿孔の適当な配列が右補強部材１８８および後部パネル３２４の１以上の結合縁に対して追加されて、長手方向の可撓膜３１８が射出モールド成形されるときにその長手方向の可撓膜３１８を形成するために使用される材料がそれらの穴の内部に充填されるかそれらの穿孔のまわりに充填されて固定グリップを形成するようにできる。さらに化学的接着剤を使用することができる。
【０２０１】
図１４〜図２３の作動
図１４は図９に示されたのと同じ水泳用足ヒレの右半体の一部断面とした斜視図を示している。図１４の一部断面とした図面は可撓ブレード部分１８６が足入れ空間１８０の下側で肉厚を増大されていることを示している。既に述べたように、可撓ブレード部分１８６のこの部分は右補強部材１８８に対して堅固に取付けられるのが好ましい。可撓ブレード部分１８６の厚肉とされた部分は足入れ空間１８０の下側で水泳用足ヒレの剛性を増大しており、右補強部材１８８の構造的な支持部を形成している。この結果、泳者の足に加えられるキック動作は効率的に右補強部材１８８に伝えられる。代替実施例では、足入れ空間１８０は一層堅固に作られる一方、足入れ空間１８０の下側部分は一層弾性的に作られることができる。さらに他の実施例では、足入れ空間１８０の下側の可撓ブレード部分１８６は可撓性とされる一方、キック動作を効率的に右補強部材１８８に伝えることができるようにするのに有効な程度で足入れ空間１８０に差込まれた使用者の足が足入れ空間１８０を補強するようになされることができる。この場合には、足入れ空間１８０の材料は形状の引伸しに十分に抵抗できるように強固に作られ、それ故に足入れ空間１８０は使用時に右補強部材１８８の位置を安定化させることができる。しかしながら可撓ブレード部分１８６は図１４に示されるように足入れ空間１８０の下側で実質的に一層堅固にされて右補強部材１８８から使用者の足へエネルギーが高い効率で伝えられるようにすることがさらに好ましい。
【０２０２】
右補強部材１８８は右ブレード半体１８２の外側縁を十分に堅固にする一方、足入れ空間１８０の下側の可撓ブレード部分１８６の厚肉部分はその右ブレード半体１８２の基部を十分に堅固にするので、曲がり領域２３８、右補強部材１８８および足入れ空間１８０の間の可撓ブレード部分１８６の一層可撓性の部分は使用時に変形に対して一層大きい抵抗力を有する。これは、可撓ブレード部分１８６における三角形の部分が２つの異なる寸法を与える２つの剛性構造部によって支持されるからである。曲がり領域２３８、後縁１９６および内縁１９８の間の可撓ブレード部分１８６の部分は水泳用足ヒレの一層堅固な構造部でほとんど支持されていないので、可撓ブレード部分１８６のそれらの部分は水圧の作用を受けてより大きく変形することができる。それ故に曲がり領域２３８は可撓ブレード部分１８６の一層大きく変形可能なその部分を可撓ブレード部分１８６のそれほど変形できない部分から仕切る境界線を示す仮想線となる。
【０２０３】
右補強部材１８８は使用時に実質的に変形するのを防止するほどに十分な剛性とされるので、可撓ブレード部分１８６の曲がり領域２３８は後部先端１９５の近くの後縁１９６までずっと延在する。これは曲がり領域２３８が右ブレード半体１８２を横断する実質的に長手方向の基準線を有することができるようにする。したがって使用時に右補強部材１８８の剛性は可撓ブレード部分１８６を実質的に長手方向の軸線のまわりに曲げて、迎え面に沿って水を右補強部材１８８から内縁１９８へ向かって導くようにする。
【０２０４】
右補強部材１８８の剛性は曲がり領域２３８を後部先端１９５まで延在させるのことができるで、右ブレード半体１８２は使用時に幅方向すなわち横方向へ向いた曲がりに対する大きな抵抗力を有する。これは、曲がり領域２３８が可撓ブレード部分１８６の内部に発生される引張り領域を示すからである。使用時に迎え角を減少させる方向へ可撓ブレード部分１８６が捩れて外方へ向かう力が右ブレード半体１８２に作用すると、この外方へ向かう力は曲がり領域２３８、足入れ空間１８０および右補強部材１８８の間の可撓ブレード部分１８６の部分を引伸ばすようにする。この部分は実質的に多量の材料を含むので、そのような引伸ばしに対する抵抗力は比較的大きく、外方へ向かう曲げは大きく減少される。また、曲がり領域２３８の基準線は右補強部材１８８の基準線に対して或る角度を付されているので、曲がり領域２３８に沿う可撓ブレード部分１８６の引張りは右補強部材１８８に対して角度を有して与えられる。これは右補強部材１８８の幅方向の曲げに対する抵抗力をさらに増大させるモーメントアームを与える。また、曲がり領域２３８は後部先端１９５までずっと延在するので、右ブレード半体１８２の全長（先端領域を含む）は横方向の曲げに対して大きな抵抗力を有する。この結果、右補強部材１８８は望まれるならばその長さに沿ってかなり大きい可撓性を有する一方、過大な横方向の曲げが生じるのを防止できるような十分大きな剛性は保持しているように作られることができる。
【０２０５】
図１５は図１４の線１５−１５に沿う横断面図を示す。図１５において、可撓ブレード部分１８６は、曲がり領域２３８と右補強部材１８８との間におけるよりも曲がり領域２３８と内縁１９８との間でより大きく変形できるようになされることが見られる。中立位置２４２は水泳用足ヒレが休止状態のときの可撓ブレード部分１８６の配向を示している。中立位置２４２はまた、可撓ブレード部分１８６を作るのに使用された材料が使用時に発生される水圧の作用を受けて十分大きく変形するには弾性が不十分であると、使用時に位置することがあり得る。半撓み位置２４４は、可撓ブレード部分１８６を作る端面に使用された材料が十分に可撓性であるときの使用時の可撓ブレード部分１８６の配向を示している。大撓み位置２４６は可撓ブレード部分１８６を作るのに使用された材料が可撓性であり過ぎる場合の使用時の可撓ブレード部分１８６の配向を示す。
【０２０６】
この実施例において、半撓み位置２４４は中立位置２４２または大撓み位置２４６のいずれよりも使用時の一層好ましい撓みの配向状態である。これは、半撓み位置２４４が可撓ブレード部分１８６を横断する形状に急激な変化を形成せずに迎え角の減少を行えるからである。したがって可撓ブレード部分１８６は、水泳用足ヒレが水中でキックされたときに中立位置２４２と大撓み位置２４６との範囲内の配向状態となるように変形することができる十分な可撓性を与える適当な材料および肉厚に作られるのが好ましい。このような配向の迎え角は実質的に半撓み位置２４４と同じであるのが好ましい。しかしながら、使用時に得られる迎え角は性能を向上させることのできるいずれの角度とされることもできる。
【０２０７】
大撓み位置２４６は、この例では、たとえ可撓ブレード部分１８６が弾性の大きい材料で作られていても、水泳用足ヒレの構造上の特徴が曲がり領域２３８および右補強部材１８８の間での可撓ブレード部分１８６の撓みを防止することを示すために図示されている。これは、本明細書で既に説明した他の改良点をより一層完全に理解し、認識させるようにする。
【０２０８】
図１６は図１４の線１６−１６に沿う横断面図を示している。図１６において、図１５に示されたのと同じ中立位置２４２、半撓み位置２４４および大撓み位置２４６を可撓ブレード部分１８６の他の領域から見られている。図１６を図１５と比べると、図１６では図１５におけるよりも曲がり領域２３８が右補強部材１８８にかなり接近していることが見られる。したがって、図１６に示された剥離領域２５０は図１５に示された剥離領域２４８よりもかなり小さい。これは、図１６においては、曲がり領域２３８と右補強部材１８８との間の可撓ブレード部分１８６の領域が図１５におけるその領域よりもかなり小さいからである。この結果、図１６において右補強部材１８８の外側をまわって流れる流入する流れ２４９の流線は可撓ブレード部分１８６の低圧面（すなわち風下面）に再び取り付いたように流れることができる。これは右ブレード半体１８２のこの領域が使用時に揚力ベクトル２５１を発生できるようにする。したがって、右ブレード半体１８２の後部は揚力の発生において効率が高い。
【０２０９】
代替実施例は、かなり大きい迎え角のブレード部分に沿って再び取り付いた流れの状態を発生させる方法のように、図１６に剥離領域２５０で示されたような限られた流れの剥離しか発生させないようにすることができる。これは、三角翼のジェット戦闘機の前縁渦フラップによって前縁渦を意図的に形成させるのに似ている。隆起とされた渦発生装置が、流れを翼形の低圧面上のさらに下流側で再び取り付くようにさせることができるように前縁渦を発生させるのに使用できる。実質的に取り付いた流れ状態が翼形の下流側に形成される限りにおいて、大きく推進力を増大させるのに十分なほど効率的に揚力を発生させることができる。右ブレード半体１８２の低圧面に沿って発生したいずれの剥離も、使用時にブレードの発生する推進力を大きく増大させると共にブレードの失速を防止するために有効な取り付いた流れ状態を形成することができるような範囲に保たれるのが好ましい。
【０２１０】
他の代替実施例において、右補強部材１８８は凹部の基部の近くの、足入れ空間１８０の爪先領域の付近を起点とし、爪先部分から曲がり領域２３８に実質的に平行な傾斜した方向へと前方へ延在することができる。これは、右補強部材１８８の基準線を曲がり領域２３８の基準線に一層近づけて、右補強部材１８８と曲がり領域２３８との間の可撓ブレード部分１８６の表面を大いに減少させることを可能にする。これは、使用時に大きな迎え角に保持される可撓ブレード部分１８６の表面積を減少させることで、右ブレード半体１８２の低圧面に沿って生じる流れの剥離を大いに減少させることができる。これは抵抗を減少し、揚力を増大させる。この形式の代替実施例においては、右補強部材１８８は可撓性の大きい材料で作られることが好ましい。何故なら、このような右補強部材１８８と曲がり領域２３８との間の配向は、捩れの間に可撓ブレード部分１８６の内部に発生される引張りを大いに減少させるからである。
【０２１１】
図１７は、この図面において足入れ空間１８０の近くで横方向の凹部２５２が可撓ブレード部分１８６に切込まれていることを除いて、図１４に示されたのと同じ水泳用足ヒレの一部断面とした斜視図である。横方向の凹部２５２は右補強部材１８８へ向かってかなりの距離を延在し、曲がり領域２５４はその全長に沿って右補強部材１８８に実質的に接近されている。したがって、可撓ブレード部分１８６の大きな面積が使用時に迎え角を減少させるために曲がるようにされる。これは可撓ブレード部分１８６の大きな領域を揚力の発生に寄与させる。曲がり領域２５４と右補強部材１８８との間の可撓ブレード部分１８６の面積寸法は減少されるので、右ブレード半体１８２のテーパーを付形されている面に沿う剥離は使用時にかなり減少される。これらの状態は、この実施例が図１４に示された実施例を超える大きな推進力および小さな抵抗を与えることができるようにする。図１７において、可撓ブレード部分１８６のために使用される材料は、使用時に小さい抵抗で効率的に揚力を発生する減少された迎え角となるために変形できるように可撓性が十分大きいことが好ましい。
【０２１２】
図１７に示された後縁１９６’は、抵抗をさらに減少させるために図１４に示された後縁１９６よりもさらに大きく傾斜されている。図１７に示されたこの大きく傾斜された後縁１９６’は、この後縁１９６’と内縁１９８との間が一層滑らかな遷移領域となるのを可能にする。このコーナーを鈍角に形成することで、このコーナーで乱流が生じるのを減らし、効率を高める。代替実施例において、この凸状に湾曲したコーナーの曲率半径は大きく形成でき、後縁１９６’と内縁１９８との間に滑らかな遷移領域を形成できるようにする。後縁１９６’と内縁１９８との間のこの遷移領域における大きな曲率半径は、抵抗を一層減少し、効率を高めるために使用できる。他の実施例において、後縁１９６’は後部先端１９５の付近で凹状に、また内縁１９８の付近で凸状に湾曲されることができる。
【０２１３】
図１８は、この図面に示される実施例が内縁１９８に沿ったさまざまな間隔位置で可撓ブレード部分１８６に前部横方向の凹部２５６、中間横方向の凹部２５８および後部横方向の凹部２６０が切込マイクロレンズ対抗とを除いて、図１７に示されたのと同じ水泳用足ヒレの一部断面とした斜視図を示している。図１８において前部横方向の凹部２５６は図１７に示された横方向の凹部２５２よりも僅かに右補強部材１８８に接近しているように見られる。これは、図１８の外側曲がり領域２６２を図１７のに示された曲がり領域２５４よりも右補強部材１８８に接近させる。図１８において、中間横方向の凹部２５８は中間曲がり領域２６４を形成し、後部横方向の凹部２６０は内側曲がり領域２６６を形成する。したがって、前部パネル２６８、中間パネル２７０および後部パネル２７２は使用時に全てが外側曲がり領域２６２のまわりで曲がる。同様に、中間パネル
２７０および後部パネル２７２は共に中間曲がり領域２６４のまわりで曲がり、後部パネル２７２は内側曲がり領域２６６のまわりで曲がる。これは迎え角を減少させるように前部パネル２６８を変形させる一方、さらに迎え角を減少させるように中間パネル２７０を変形させ、迎え角を最も減少させるように後部パネル２７２を変形させることができる。
【０２１４】
代替実施例において、これらの１つ以上の横方向の凹部は外端部に位置する実質的に長手方向の凹部を有することができる。このような長手方向の凹部は横方向の凹部の基部から前方および（または）後方へ延在することができる。これは横方向の凹部を実質的にＬ形または実質的にＴ形にする。横方向の凹部を形成するのにこれらの形状を使用することで、実質的に長手方向の軸線のまわりでの曲げに対する隣接したパネルによる抵抗力をさらに減じることができる。横方向の凹部の基部に位置した長手方向の凹部が後方へ向かって（足入れ空間１８０に向かって）パネル内部へ延在するならば、その横方向の凹部によって形成される長手方向の曲がり領域のまわりで同時に捩りを生じると、横方向の凹部の上側のパネルは横方向の軸線のまわりで前方へ枢動して迎え角を減少させることができる。これはそのパルスの低圧面に沿う取り付いた流れの状態を改善して効率を向上させることができる。
【０２１５】
図１９は、この図面において水泳用足ヒレの両方のブレード半体が使用時に変形して示されていることを除いて、図１８に示されたのと同じ水泳用足ヒレの斜視図を示す。右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４の両方共が迎え角を減少させるように長さに沿って捩られて示されている。水圧が捩り力を右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４に作用させたときに、横方向の凹部によって形成される空間は可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００に生じる捩りに対抗する応力の発生をかなり減少させる。各々の横方向の凹部は使用時に広げられることができるので、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００は水圧の作用のもとで拡張され、また膨張および圧縮の捩り応力に屈服されねばならない可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００の材料の全体量がかなり減少される。その結果として、前部横方向の凹部２５６、中間横方向の凹部２５８、後部横方向の凹部２６０、前部横方向の凹部２７４、中間横方向の凹部２７６および後部横方向の凹部２７８は、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００のための膨張領域を形成する。このことにより、可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００は実質的な長手方向の軸線のまわりの捩れに対抗するかなり減少された抵抗力を示すようにされる。
【０２１６】
このような膨張領域がないと、可撓ブレード部分１８６および２００の材料は図１９に示した膨張された横方向の凹部によって示されるのと同じ大きさの引伸ばしを受けなければならなくなる。しかしながら、このような横方向の凹部が無く、実質的に軽いキックストロークのもとでもこのようにかなり大きな引伸ばしを受けることになる材料は構造的に弱く、図１４に示された曲がり領域２３８のような曲がり領域のまわりで０゜またはほぼ０゜の状態にまで圧潰されるような影響を非常に受け易くなる。図１９においては、前部横方向の凹部２５６、中間横方向の凹部２５８、後部横方向の凹部２６０、前部横方向の凹部２７４および後部横方向の凹部２７８の使用により、かなり大きな膨張が可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００を横断して発生して、比較的軽いキックストロークのもとでも実質的に捩れが生じることになることが見られる。これは、そのようなストローク時に過小な迎え角の状態に圧潰されることのない構造性（ｓｔｒｕｃｔｕａｌ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を十分に有する弾性の小さい材料で可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００が作られることを可能にする。したがって可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００に膨張領域を巧みに配置することで、構造的に一層頑丈な材料で作られても、比較的軽い圧力の作用する状態のもとでかなり大きな捩れを発生させることができる。
【０２１７】
右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が減少された迎え角となるように捩られると、右補強部材１８８および左補強部材２０２の剛性は、使用時に各々のブレード半体が横方向の軸線のまわりで後方へ曲がる、または互いに離隔される傾向を減少させる。この結果、各々のブレード半体は使用時に実質的に長手方向の軸線のまわりで効果的に捩れることができるようになり、実質的に横方向の軸線のまわりで過度に変形することはなく、また幅方向に過度に拡張されることも生じない。
【０２１８】
図１９に示された実施例において、右補強部材１８８および左補強部材２０２はそれぞれ後部先端１９５および後部先端２１６の近くで可撓性を増大するのが見られる。これは、右補強部材１８８および左補強部材２０２が使用時に水圧の作用のもとで、制御される方法で後方へ湾曲されるように見られる。これは、後部パネル２７２および後部パネル２８４の揚力方向を泳者の移動方向に一層整列させることができる。このような増大された可撓性は、ストロークの間のキック方向の逆転時に鞭のようなスナップ動作を各々のブレード半体の先端近くに発生させる。このような増大された可撓性は、各々のブレード半体の先端領域が過大な空運動や横方向への離隔を防止されるように十分に制限されることが好ましい。右補強部材１８８および左補強部材２０２が全長を横断して十分な剛性を保持して、使用時にそれぞれ可撓ブレード部分１８６および可撓ブレード部分２００にかなり強力な捩りモーメントを発生させるようにすることもまた好ましい。右補強部材１８８および左補強部材２０２は、右ブレード半体１８２および左ブレード半体１８４が使用時にかなり大きい揚力を発生するうえで有効とされる配向を実質的に保持でき、このような揚力が右補強部材１８８および左補強部材２０２から使用時に足入れ空間１８０へ伝えられるようにするために十分な大きさの剛性とされることも意図される。
【０２１９】
捩りに対する各々のブレード半体の抵抗力は、各々の横方向の凹部の横方向の寸法を増大または減少させることで変化させることができる。例えば右ブレード半体１８２では、各々の凹部の横方向の寸法が減少されると、可撓ブレード部分１８６は使用時に捩れ形状となり難くなる。これは、各々の横方向の凹部と右補強部材１８８との間の可撓ブレード部分１８６の部分が可撓ブレード部分１８６を実質的に長手方向の軸線のまわりで捩れるようにするほど十分に拡張できないからである。しかしながら横方向の凹部の外端部が右補強部材１８８へ向かってさらに延在されるならば、可撓ブレード部分１８６は使用時に捩れ形状となることに対抗する抵抗が小さくなる。何故なら、これは各々の凹部の外端部と右補強部材１８８との間の可撓ブレード部分１８６の体積量を減少させ、捩りに対抗する応力に屈服されねばならない可撓ブレード部分１８６の材料の体積も減少するからである。この結果、各々の横方向の凹部の横方向の寸法が大きくなればなるほど、使用時に捩れ形状となることに対抗する可撓ブレード部分１８６の抵抗は小さくなる。使用時に望まれる大きさの捩れを与えるために、各々のブレード半体の各々の横方向の凹部の配向、位置、横方向寸法が選定されることが好ましい。代替実施例において各種さまざまな捩れ形状、形態および輪郭を与えるために、異なる横方向寸法を有する多くの横方向の凹部を使用できる。
【０２２０】
各々のブレード半体の１以上の横方向の凹部が対応する補強部材（右補強部材１８８または左補強部材２０２）に一層近くへ延在されるとき、右補強部材１８８および左補強部材２０２の剛性は増大されねばならない。これは、各々の凹部の横方向寸法が増大すると各々のブレード半体が幅方向の離隔を一層受け易くなるからである。これは横方向の凹部によって形成される曲がり領域が対応する補強部材へ一層近づくように移動されるからである。これは、可撓ブレード部分１８６に生じる引張りのモーメントアームを減少し、また各々のブレード半体の各各の凹部の外端部および対応する補強部材の間の材料の体積量を減少させるからである。これは右ブレード半体１８２の可撓ブレード部分１８６、および左ブレード半体１８４の可撓ブレード部分２００の幅方向の張力を減少させる。このような幅方向の張力を減少させることで、各々のブレード半体は使用時に幅方向の離隔を一層受け易くなる。これは、各々のブレード半体が一層減少された迎え角となるように捩れることが可能になると、発生された揚力の幅方向成分が大きくなるからである。このような状態では、右補強部材１８８および左補強部材２０２の剛性は、使用時の幅方向の離隔の発生を十分に減少させるのに有効となる程度に増大されねばならない。これは空運動を減少し、各々のブレード半体から足入れ空間１８０へ伝えられる揚力の大きさを増大させる。右補強部材１８８および左補強部材２０２はその肉厚の増大、横断面形状の変化、一層剛性の大きい材料との交換、または繊維、ビード、ビーム、ワイヤー、ロッド、チューブ、フィラメント、織物材料およびメッシュまたは他の同様な補強部材を追加すること、によって一層大きな剛性に作ることができる。
【０２２１】
図２０は、この図面において前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０が図１８および図１９に示された前部横方向の凹部２５６、中間横方向の凹部２５８および後部横方向の凹部２６０と置き換えられたことを除いて、図１８および図１９に示されたのと同じ数を示している。図２０において、前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および２９０はその全てが右補強部材１８８のかなり近くまで延在し、曲がり領域３０４で終端していることが見られる。代替実施例においては、１以上の横方向の凹部が右補強部材１８８までずっと延在して、可撓ブレード部分１８６の少なくとも２つの隣接したパネルが互いに完全に分けられるようにすることができる。図２０において、前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２はそれぞれ前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０により形成される間隙を差し渡されて見られる。前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜２００および後部横方向の可撓膜３０２の各々は水泳用足ヒレが休止状態の状態で弛んだ折り畳み部分を有しており、前部パネル２９２、中間パネル２９４および後部パネル２９６は使用時に可撓ブレード部分１８６を横断した捩り形状を形成するように変形できる。これは、水圧が可撓ブレード部分１８６の各々のパネルを変形させたときに、前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２の緩んだ折畳み部分が各々の横方向の凹部を拡張できるようにしているからである。前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２は可撓ブレード部分１８６に膨張領域を形成しており、これらの領域はそれらを横断する連続した材料を有して、水が前部横方向の凹部２８６、中間横方向の凹部２８８および後部横方向の凹部２９０を通過できないようにしている。
【０２２２】
代替実施例において、滑らかな連続ストリップを内縁１９８に固定できる。内縁１９８には溝が形成され、その溝内に穴、凹部、開口などを有しており、この滑らかなストリップが内縁１９８に対してモールド成形されるときにその溝および対応する凹部を充填して強力な機械的結合部を形成するようになされる。前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２はこの滑らかなストリップに取付けられ、その滑らかなストリップと一体的にモールド成形されることができる。このストリップは一層確実な結合を得るために、ならびに前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２と、可撓ブレード部分１８６との間に存在する収縮性の差を調整するために使用できる。このような滑らかなストリップは望まれるならば後縁１９６’および後縁１９６の全長のまわりに延在することもできる。
【０２２３】
図２１は使用時の図２０の実施例の両方のブレード半体を示す側面斜視図である。図２１において、この水泳用足ヒレは足入れ空間１８０の下側の矢印によって示される下方へキックされる。使用時にブレード半体が変形すると、各々の横方向の凹部は拡張して、その対応する横方向の可撓膜が実質的に三角形となるように拡張するのが見られる。各々の横方向の可撓膜は使用時に完全に拡張されると、その材料内部に張力が発生される。与えられた横方向の可撓膜に生じたこの張力はその対応する横方向の凹部の拡張を止める。したがって、水泳用足ヒレが休止状態のときに各々の横方向の可撓膜に設計された弛みの度合いは、使用時の各々のブレード半体に沿って生じることのできる変形程度を実質的に定める。可撓膜が完全に拡張されると、隣接するパネル間の凹部はさらに離隔するのを阻止される。この利点は、可撓ブレード部分１８６を所望の最大捩れ状態となるようにだけ捩れさせるために使用できる。このような抑制機構は、ブレード半体が激しいキックストローク時に、または水泳用足ヒレが大きな波や強力な流れのような激しく乱れた水中で使用されるときに、過大な変形が生じるのを防止することができる。
【０２２４】
各々の横方向の凹部を横断する横方向の可撓膜を使用する他の利点は、その可撓膜がより一層連続的なブレード形状を形成し、また各々の個別化されたすなわちセグメントとされたパネルの間において乱流を減少させることである。代替実施例においては、いずれかの個数の横方向の凹部がそれらの内部に横方向の可撓膜を備えて使用されることができる。使用されるこれらの機構の個数が増えれば増えるほど、捩れ形状に形成されたときに得られる結果的な輪郭形状が滑らかになる。より多数の可撓膜が使用されると、各々の横方向の可撓膜に設計された弛み量は減少されて、使用時の捩れたときの形状を滑らかに、より一層漸次的な形状にする。望まれるならば、各々の横方向の可撓膜は水泳用足ヒレが休止状態にあるときにいかなる弛みも可撓膜に蓄えられないように設計することができる。各々の横方向の可撓膜の弛み量は隣接するパネル間で変化されて、変形したブレード半体に各種さまざまな形状が得られるようにすることができる。
【０２２５】
可撓膜の一般的な目的は、使用時に各々のブレード半体を小さな抵抗しか生じない状態で捩れるようにすることのできる撓み領域を形成することである。このような捩れ領域の方向基準線、形状、配向、および配置は、使用時の捩りに対する各々のブレード半体の抵抗を大きく減少できるいずれかの望まれる方法で変化させることができる。
【０２２６】
図２２は、この図面で長手方向の可撓膜３１８が追加されていることを除いて、図２０および図２１に示されたのと同じ水泳用足ヒレの一部断面とした斜視図を示している。長手方向の可撓膜３１８は、新たに形成された前部パネル３２０、中間パネル３２２および後部パネル３２４を可撓性の大きい材料部分を有する右補強部材１８８から分離している。これにより、使用時に水圧が作用したときに前部パネル３２０、中間パネル３２２および後部パネル３２４の右補強部材１８８に対する枢動能力を大きく増大されている。長手方向の可撓膜３１８を作るのに使用される材料は、前部パネル３２０、中間パネル３２２および後部パネル３２４を作るのに使用される材料よりも可撓性の大きいことが好ましい。この結果、長手方向の可撓膜３１８は変形に対する僅かな抵抗を与えるが、使用時の減少された迎え角になるまでの前部パネル３２０、中間パネル３２２および後部パネル３２４の効果的な移動を増大させる。これは前部横方向の可撓膜２９８の大きな弛み状態と組合って、使用時に前部パネル３２０が根元部分３１９の下方へ大きな距離を枢動できるようにする。これは前部パネル３２０がかなり減少された迎え角となるように枢動可能にするので、かなり良好な取り付いた流れ状態が右ブレード半体１８２の低圧面の広い領域に沿って形成されることができる。
【０２２７】
図２３は図２２の線２３−２３に沿う横断面図を示している。図２３において、後部パネル３２４は使用時に大きく減少された迎え角の状態となるように変形される。長手方向の可撓膜３１８は右補強部材１８８の内縁１９２の中に、ならびに後部パネル３２４の中に差込まれて示されている。長手方向の可撓膜３１８の大きな弾性が十分に小さな曲がり領域のまわりでの湾曲を可能にしている。これは右ブレード半体１８２の流線形を強める。
【０２２８】
この実施例においては後部パネル３２４によって大きく減少された迎え角が右ブレード半体１８２の低圧面に沿う剥離を大きく減少し、取り付いた流れを増大させる。右補強部材１８８の外側をまわって流れる流入する流れ３２６の流線は十分良好な取り付いた流れとして流れることができるので、揚力ベクトル３２８が効率的に発生される。後部パネル３２４の迎え角は図２３にかなり減少されて示されているが、後部パネル３２４は使用時にいずれの望まれる迎え角および輪郭形状となるように変形できるように設計することができる。
【０２２９】
代替実施例において、各々の横方向の凹部および対応する横方向の可撓膜は、長手方向の可撓膜３１８に連結される必要はない。その代わりに１以上の横方向の凹部およびそれぞれの対応する可撓膜は長手方向の可撓膜３１８と別個に配置されて、横方向の凹部および可撓膜に隣接する２つのパネルが長手方向の可撓膜３１８の近くで連結される。長手方向の可撓膜、および横方向の凹部と長手方向の可撓膜３１８との間の連結のいずれの組合わせも使用できる。多数のこのような横方向の可撓膜が使用できる。また、いずれの個数の追加される長手方向の可撓膜も相応に使用できる。さらに他の実施例においては、全てまたは幾つかの可撓膜はパネルおよび（または）右補強部材１８８と同じ材料で作ることができる。そのような状態では、これらの可撓膜はブレードの残部として同時にモールド成形できるが、ブレードの残部よりは格段に薄く作られる。さらに他の実施例において、前部パネル３２０、中間パネル３２２および後部パネル３２４がかなり堅固な材料で作られて、全ての変形が長手方向の可撓膜３１８、前部横方向の可撓膜２９８、中間横方向の可撓膜３００および後部横方向の可撓膜３０２によって形成されるようにできる。
【０２３０】
図１４〜図２３に示したさまざまな設計上の特徴を有する可撓性の試験モデルの水泳用足ヒレによる実験は、従来技術の構造上の欠点を有す試験モデルの水泳用足ヒレを上回る劇的に向上された性能を示した。本発明の改良された水泳用足ヒレ設計は、使用時に効率的な揚力を発生する配向を保持するために補強部材が十分大きな剛性を与える状態のもとで実質的に流れ幅方向の軸線のまわりで大きな捩れが形成できるように設計されるときに、脚、踝および足の緊張を劇的に減少させる一方で水泳速度は広い範囲で増大できる。従来技術の足ヒレ設計（現在入手できる最も一般的な足ヒレ設計の幾つかを含む）は時速約１．２ｋｍ（０．７５マイル／時）の遊泳速度を与えるのに対し、本発明の適当に設計された水泳用足ヒレは同様な、あるいは一層穏やかなキックストロークによってさえも実質的に時速３．２ｋｍ（２マイル／時）を超える速度を与えた。本発明の水泳用足ヒレ設計の多くは、泳者の足首だけでキックされ、脚の動きは全くない状態においてすら、容易に時速３．２ｋｍ（２マイル／時）を超える遊泳速度を得ることができる。従来技術の足ヒレによる同様なキックストロークは踝の大きな緊張を引き起こし、ほとんど前進速度を得られない。
【０２３１】
推進力を増大させることに加えて、本発明の水泳用足ヒレ設計は従来技術に勝る抵抗力とキック抵抗との劇的な減少も与える。従来技術の試験モデルは、穏やかなキックストロークによって１〜２０分間の時間内にかなり大きい脚、踝および（または）足の疲労を生じるのに対して、本発明の適当に設計された水泳用足ヒレは泳者の脚または踝に大きな疲労を招くことなく数時間に及ぶ連続使用を可能にする。使用時に実質的な長手方向の軸線のまわりでかなり大きい捩れが許されるとき、抵抗の大きさは、裸足でいるのと同様な容易さで水泳用足ヒレが水中を移動すると感じるほど小さくなる。これは使用者の脚、踝および足の筋肉を穏やかなキックストローク時に完全に弛緩でき、疲労や痙攣の起きる可能性がほとんど完全になくなるようにできる。数時間の遊泳後でも、泳者は脚、踝または足は突っ張らずに、一般的な水泳行動が行える。これは、ブレードの抵抗が泳者の脚、踝または足に早期の疲労を引き起こすような従来技術の設計に勝る重要な改良である。
【０２３２】
これらの結果は、水中を移動する水泳用足ヒレの運動抵抗が増えるほど大きな推進力が与えられるとの考えに捕らわれた従来の水泳用足ヒレ設計の基本を否定する。この考えは、堅固で服従変形を生じない足ヒレが最も効率的であるとするスキューバ用の水泳用足ヒレ設計の分野で特に根強い。
【０２３３】
図２４〜図２７の説明
図２４はブレード部分に予め形成された通路を有する代替実施例の水泳用足ヒレの前面斜視図を示している。足入れ空間３４８は泳者の足を受入れ、足プラットホーム３５０は足入れ空間３４８の下側に配置されている。足入れ空間３４８は機械的な結合装置および（または）化学的な接着剤によって足プラットホーム３５０に取付けられるのが好ましい。足プラットホーム３５０の右側に右補強部材３５２が配置され、足プラットホーム３５０の左側に左補強部材３５４が配置されている。右補強部材３５２および左補強部材３５４は共に適当な方法で足プラットホーム３５０に取付けられている。例えば、足プラットホーム３５０、右補強部材３５２および左補強部材３５４は実質的に剛性の材料で一体部品としてモールド成形されることができる。材料の例には、耐侵食金属、金属繊維で強化された熱可塑性材料、および他の繊維で強化された熱可塑性材料が含まれる。所望の大きさの剛性を与えるために材料の組合わせも使用できる。
【０２３４】
足プラットホーム３５０、右補強部材３５２および左補強部材３５４の間に通路の形成されたブレード部分３５６が配置され、これらのブレード部分は足プラットホーム３５０、右補強部材３５２および左補強部材３５４によって形成される平面よりも下方へ緩んだ状態で垂れ下がっている。この実施例では、通路ブレード部分３５６は右可撓膜３５８、右ブレード部材３６０、中間可撓膜３６２、左可撓膜３６４、および左ブレード部材３６６を有する。右可撓膜３５８は右補強部材３５２と右ブレード部材３６０との間に張り渡されている。右可撓膜３５８は弾性が大きい材料で作られるのが好ましいが、右ブレード部材３６０は右可撓膜３５８を作るのに使用された材料よりも実質的に一層剛性の大きい材料で作られるのが好ましい。右可撓膜３５８はいずれかの適当な方法で右補強部材３５２および右ブレード部材３６０に連結される。左可撓膜３６４は同様な方法で左補強部材３５４および左ブレード部材３６６に連結される。左ブレード部材３６６および右ブレード部材３６０の間に中央凹部３６８が形成される。中間可撓膜３６２は足プラットホーム３５０、右可撓膜３５８、右ブレード部材３６０、左可撓膜３６４および左ブレード部材３６６に対して、相対運動を可能にするいずれかの適当な方法で連結される。中間可撓膜３６２は右可撓膜３５８および左可撓膜３６４に使用されたような弾性の大きい材料で作られるのが好ましい。
【０２３５】
この実施例は少なくとも２段階および２種の材料で作られる。まず第１に、足プラットホーム３５０、右補強部材３５２、左補強部材３５４、および左ブレード部材３６６が実質的に剛性の熱可塑性材料でモールド成形される。第２に、足入れ空間３４８、中間可撓膜３６２、右可撓膜３５８および左可撓膜３６４が、足プラットホーム３５０、右補強部材３５２、左補強部材３５４、右ブレード部材３６０および左ブレード部材３６６に適当に配置されている開口、溝または凹部を充填するようにして弾性の大きい熱可塑性材料でモールド成形される。代替実施例では、中間可撓膜３６２は剛性または半剛性の材料で作られることができ、いずれかの適当な方法によって足プラットホーム３５０、右可撓膜３５８、右ブレード部材３６０、左可撓膜３６４および左ブレード部材３６６に枢動可能に連結される。
【０２３６】
この実施例においては、右可撓膜３５８、右ブレード部材３６０、中間可撓膜３６２、左可撓膜３６４および左ブレード部材３６６は、水泳用足ヒレが休止状態にあるときに予め定めた長手方向の通路が形成されるように、連結され、配置される。この通路の深さ、幅、長さ、形状、基準線、および輪郭は望まれるままに変化させることができる。
【０２３７】
図２５は使用時の同じ水泳用足ヒレの側面斜視図を示している。足入れ空間３４８の上方の矢印は水泳用足ヒレがキックされる方向を示す。
【０２３８】
図２６は反対方向へキックされた同じ水泳用足ヒレの側面斜視図を示す。足入れ空間３４８の下方の矢印はキック動作の方向を示している。通路ブレード部分３５６の形状はこのストロークで逆転されて見られる。
【０２３９】
図２７は、中央凹部３６８によって形成された間隙を満たすために通水中央膜３７０が追加されたことを除いて、同じ水泳用足ヒレの前面斜視図を示している。通水中央膜３７０は右ブレード部材３６０、中間可撓膜３６２、および左ブレード部材３６６に対して機械的な結合装置および（または）化学的な接着剤のようないずれかの適当な方法によって連結される。この実施例では、通水機構３７２は４つの実質的に長方形の通水穴を使用しているが、この通水穴はいずれの形状、寸法、個数および配置とすることができる。例えば、通水機構３７２は一層大きい通水穴または唯一の大きい通水穴を有して、通水中央膜３７０が実質的にほんの僅かな量の材料で作られるようにすることができる。この状態では、通水中央膜３７０は実際には右ブレード部材３６０を左ブレード部材３６６に連結するための中央凹部３６８を横方向に横断して張り渡された幅の狭い可撓ストリップ、ストリング、ケーブルまたはコードとなる。
【０２４０】
通水中央膜３７０は可撓性の大きい材料で作られるのが好ましい。望まれるならば、通水中央膜３７０は右可撓膜３５８、中間可撓膜３６２および左可撓膜３６４を作るのに使用されたのと同じ材料で作ることができる。代替実施例において、通水中央膜３７０は、右ブレード部材３６０、中間可撓膜３６２および左ブレード部材３６６に対して動きを可能にするいずれかの適当な方法で枢動可能に取付けられるならば、一層剛性の大きい材料で作ることができる。
【０２４１】
図２４〜図２７の作動
図２４において、通路ブレード部分３５６は水泳用足ヒレが休止状態にあるときの予め形成された長手方向の通路を形作るように見られる。右可撓膜３５８、中間可撓膜３６２および左可撓膜３６４は、部分３５８が十分に大きな水圧を付与される必要なくこの形状を形作れるようにするために十分な可撓性とされるのが好ましい。このような可撓性はまたキックの方向が逆転されたときに通路ブレード部分３５６が素早く且つ効果的に逆転できるようにする。
【０２４２】
通路ブレード部分３５６は、右可撓膜３５８および左可撓膜３６４がそれぞれ右ブレード部材３６０および左ブレード部材３６６よりも流入する流れに対して減少された迎え角で自然に配向されるように、予め付形されるのが好ましい。この結果、通路ブレード部分３５６の湾曲における最大の変化は、その外側縁の実質的に近くに形成される。したがって、通路の幅方向を横断してパラボラ形状となることは回避される。これは、右可撓膜３５８および右ブレード部材３６０の間、ならびに左可撓膜３６４および左ブレード部材３６６の間に凹状の迎え面および凸状の低圧面を形成することで改良された水中翼形状を与える。
【０２４３】
このような予め形成された水中翼形状は中間可撓膜３６２を使用することで可能とされる。中間可撓膜３６２の側縁は、この図面では各々のブレード半体に改良された水中翼形状を形成するように角度を付して配向されているのが見られる。代替実施例においては、これらと同じ方法を使用して、より多数のブレードセグメント、可撓膜および枢動連結を使用することで、より大きな湾曲を有する一層高性能な水中翼形状を形成することができる。いずれの場合においても、中央凹部３６８は使用時に通路内に生じる背圧を減少させるために使用される。
【０２４４】
図２５は使用時の同じ水泳用足ヒレの側面斜視図を示す。中間可撓膜３６２は通路内へ向かっての、また水泳用足ヒレの後部へ向かっての水の移動を促進するように形成されているのが見られる。
【０２４５】
図２６はキックの方向が逆転されたときに通路ブレード部分３５６が逆転されることを示している。これは、右可撓膜３５８、右ブレード部材３６０、中間可撓膜３６２、左可撓膜３６４および左ブレード部材３６６の結合縁が互いに、また足プラットホーム３５０、右補強部材３５２、および左補強部材３５４の結合部に対して、撓み、曲げまたは枢動を可能にする方法で取付けられているために可能とされ。足プラットホーム３５０、右補強部材３５２および左補強部材３５４だけはそのような動きに抵抗するような方法で互いに堅固に取付けられている。足プラットホーム３５０、右補強部材３５２および左補強部材３５４の剛性は、通路ブレード部分３５６の形状を望まれる方法で制御できるようにする。
【０２４６】
通路は予め形成されているので、変形抵抗は減少される。これは水泳用足ヒレを各々のストロークの大半の部分にわたって最適な配向に位置させる。これは、このような配向を形成するのに必要とされる最低水圧がかなり減少されるからである。これは最適な変形を生じるために通常使われるエネルギーおよび時間の大部分を推進力に効率的に変換させる。
【０２４７】
図２７において、通水中央膜３７０は中央凹部３６８で形成される間隙を埋め合わせるように追加される。通水中央膜３７０は可撓材料で作られているので、毎回のストロークの逆転位置において右ブレード部材３６０および左ブレード部材３６６が互いに向かって揺動されるときに容易に折重なることができる。これは、通路が右補強部材３５２および左補強部材３５４の間で反転移動するときにブレードの詰まりを生じることなく通路の形状を素早く反転できるようになす。
【０２４８】
通水中央膜３７０の１つの利点は、右ブレード部材３６０および左ブレード部材３６６の角度の付いた配向に関して大いに制御できるようにしたことである。通水中央膜３７０は中央凹部３６８が使用時に望ましくない程にまで離隔されるのを防止するために使用できた。これは右ブレード部材３６０および左ブレード部材３６６の後部に近い位置の減少された迎え角が、望まれる最大レベルを超えないように制限されることを可能にする。これは右ブレード部材３６０および左ブレード部材３６６の後部が激しいキックストローク時に過小迎え角となるように捩れるのを防止できる。
【０２４９】
通水機構３７２は使用時の通路の迎え面側に生じる背圧を減少させるのに使用される。通路の側面は通路ブレード部分３５６の迎え面側に沿って通路内へ水を導くように内方へ傾いているので、内方へ向かって移動する水が発生する過大な背圧を通水機構３７２が通路底部から流出させるようにする。これは、内方へ向かって流れる水が遮られることなく通路の中央へ向かって流れ続けられるようにする。この結果、通路は水が逆流して水泳用足ヒレの側縁をまわって外方へ流れるようになる「溢水状態」に陥ることはほとんどなくなる。この問題が解決されたので、破壊的な誘導抵抗渦の形成はそれらの外縁に沿って大いに減少される。
【０２５０】
通水機構３７２は通路ブレード部分３５６の各側から内方へ向かって水が連続的に流れるのを促進させるので、この内方へ向かって流れる水が水泳用足ヒレの中心軸線に沿って衝突するときに迎え面に沿って水圧が発生する。また、通路ブレード部分３５６の迎え面に沿って流れる水の幾分かが通水機構３７２を通過するとき、通路ブレード部分３５６の低圧面（風下面）をまわって流れる水と再合流することができる。これにより、低圧面に沿う水が一層速い速度で流れて、ベルヌーイの定理により揚力を発生する。これらの要素は劇的に抵抗を減少し、推進力を増大させる。これらの利点は、長手方向の通路を使用することで推進力を得るような従来技術の足ヒレを超える主要な改良を与える。
【０２５１】
代替実施例において、通水機構３７２はいずれかの望まれる形状をアピールすることができる。通水穴の寸法は通水流量を増大させるように大きくすることができる。通水穴のまわりの通水中央膜３７０の前部および後部は、水中翼の形状にして効率を向上し、さらに抵抗を減少させることができる。通水機構３７２はまた寸法の大きい少数の通水穴を有して、効率を向上させることができる。通水機構３７２はまた、図示した一連の長方形の通水穴に代えて、互いに平行で間隔を隔てて横方向に並んだ一連の長手方向に延在する通水穴を有することができる。このような長手方向の通水穴は望まれるならば水泳用足ヒレの全幅にわたって拡張されることができる。そのような通水穴の間のブレード部分は、実質的に幅方向に流線形をした水中翼形状とされて揚力を増大させることができる。
【０２５２】
他の実施例は、撓まないが、枢動可能にするいずれかの適当な方法で右ブレード部材３６０、左ブレード部材３６６および中間可撓膜３６２に連結される剛性材料で作られた通水中央膜３７０を有することができる。また通水中央膜３７０を完全に省略することもできる。この場合、右ブレード部材３６０および左ブレード部材３６６は中央ブレード部分を形成するように一体部品としてモールド成形することができ、またブレードの迎え面に沿う背圧を減少させるために一連の通水穴がこの中央ブレード部分に切込まれて形成されることができる。反対方向のストロークにおいても同じ性能を得るために、中央ブレード部分は実質的に平坦な形状に作ることができる。凹状の通路は右可撓膜３５８および左可撓膜３６４によって形成されるだけであり、これらの可撓膜は中央ブレード部分が往復する両ストロークにおいて凹状通路となるように変形させるのに十分な弛みを有して作ることができる。これはさらに従来技術を超えた性能の大きな向上を可能にする。何故なら、通路内で背圧が減少される一方、通路の外縁部分は大きな下反角を形成するような変形を示すからである。中央に位置した通水穴はまた水中での足ヒレの動きを安定させる助けをなし、垂直方向にキックしたときに落ち葉のように横方向に揺れる傾向を大きく減少させる。背圧の減少はまた水中でキックされた足ヒレによって発生される抵抗を減少し、使用による疲労の少ない足ヒレとなす。通路内の背圧の減少はまた足ヒレを水面で使用し易くする。何故なら、これはキックストローク時に水中へ足ヒレが再進入するときに水面をキャッチする傾向を減少させるからである。
【０２５３】
図２８〜図３０の説明
図３８は実質的に対称的な水泳用足ヒレの右半体の一部断面とした斜視図である。足入れ空間３７４は泳者の足を受入れ、またいずれかの適当な方法、例えば機械的結合装置または化学的接着剤によって足プラットホーム３７６に取付けられる。足プラットホーム３７６の外縁はいずれかの適当な方法で右補強部材３７８に取付けられる。例えば、足プラットホーム３７６および右補強部材３７８は一体部品として同じ材料でモールド成形されることができる。足プラットホーム３７６および右補強部材３７８は十分に剛性の大きい材料で作られて、使用時に過大な変形を生じないようになされる。
【０２５４】
足プラットホーム３７６（右補強部材３７８の爪先の近く）の前方と右補強部材３７８の内縁との間に可撓ブレード部分３８０が垂下されており、この可撓ブレード部分３８０は可撓膜３８２と、前方リブ対３８４と、後部リブ対３８６とで構成されている。可撓膜３８２はかなり小さい水圧の作用で容易に変形するディスプレースメント洗浄の大きい材料で作られるのが好ましい。可撓膜３８２は機械的な結合装置または化学的な接着剤よって足プラットホーム３７６および右補強部材３７８に取付けられる。可撓膜３８２は右補強部材３７８の内縁に沿って、また足プラットホーム３７６の前部に沿って形成されている溝に入り込むのが好ましい。溝は一連の穴、凹部または開口を有しており、モールド成形時にそれらの中を可撓膜３８２が充填する。この図面から右補強部材３７８は足プラットホーム３７６の前縁に沿って形成されている溝内に入り込んでいるのが見られる。
【０２５５】
この実施例において、前方リブ対３８４は剛性のかなり大きい材料で作られた幅の狭いストリップで形成されるのが好ましい。それらのストリップの一方は可撓膜３８２の上面に取付けられ、他方のストリップは可撓膜３８２の下面に取付けられる。これらのストリップはいずれかの適当な方法で可撓膜３８２に取付けられる。例えば、前方リブ対３８４の２つのストリップは可撓膜３８２を「挟持」する一方、可撓膜３８２に形成されている開口、凹部または穴を挿通される適当な機械的な突起によって互いに取付けられる。機械的な結合装置および（または）化学的な接着剤が前方リブ対３８４の２つのストリップを互いに、また可撓膜３８２に対して固定するのに使用できる。同様に、後部リブ対３８６はいずれかの適当な方法で可撓膜３８２に取付けられる。
【０２５６】
代替実施例において、可撓膜３８２の片側から単一リブが突出されるが、可撓膜３８２の他側は滑らかな状態を保持するようにできる。前方リブ対３８４はモールド成形時に形成されるような、可撓膜３８２の平面の上方または下方に延在する可撓膜３８２の肉厚部分とされて、僅かな部品や組立て段階を浮揚とすることもできる。可撓膜３８２の上面および下面を実質的に滑らかな状態に保持するように、可撓膜３８２の内部に剛性部材を使用することもできる。この場合、可撓膜３８２はそのような部材の上からかつその回りにモールド成形される。
【０２５７】
初期曲がり領域３８８は可撓膜３８２に沿う破線で示されており、これは後部先端３９０に近い可撓膜３８２の位置を起点として、足プラットホーム３７６に近い可撓膜３８２の内縁３９２の基部まで延在している。変化された曲がり領域３９４は可撓膜３８２に沿う破線で示されており、これは後部先端３９０に近い可撓膜３８２の位置を起点として後部リブ対３８６のが左端へ延在し、次ぎに前方リブ対３８４の外端部へ延在し、最終的に足プラットホーム３７６に近い内縁３９２の基部へ延在している。前方リブ対３８４および後部リブ対３８６の外端部は右補強部材３７８の内縁から比較的僅かな距離を隔てられているので、変化された曲がり領域３９４もまた同じ比較的僅かな距離を右補強部材３７８の内縁から隔てられる。変化された曲がり領域３９４は初期曲がり領域３８８よりも右補強部材３７８に十分接近しているのが見られる。
【０２５８】
図２９は、使用時に可撓膜３８２が変化したときの図２８の線２９−２９に沿う横断面図を示している。図２９において、流入する流れ３９６は右補強部材３７８、可撓膜３８２および前方リブ対３８４に向かい、そのまわりを流れる２つの流線によって示されている。水平方向の破線は、休止位置にあるときの前方リブ対３８４および可撓膜３８２の位置を示しているのに対し、実線は可撓膜３８２が使用時に流入する流れ３９６の圧力作用のもとで変形したときの前方リブ対３８４および可撓膜３８２の位置を示している。流入する流れ３９６の流線は滑らかに流れて揚力ベクトル３９８を発生する。
【０２５９】
図３０は使用時に可撓膜３８２が変形したときの図２８の線３０−３０に沿う横断面図を示している。図３０において、水平方向の破線は水泳用足ヒレが休止位置にあるときの後部リブ対３８６および可撓膜３８２の位置を示している。実線は使用時に流入する流れ４００が可撓膜３８２を変形させたときの後部リブ対３８６および可撓膜３８２の位置を示している。実線を有する横断面図は可撓膜３８２の両側から延在する後部リブ対３８６を示す。流入する流れ４００は右補強部材３７８、可撓膜３８２および後部リブ対３８６に向かってそのまわりを滑らかに流れる２つの流線によって示されている。流入する流れ４００は図２９に示された流入する流れ３９６を発生するのと同じキックストローク時に発生される。
【０２６０】
図２８〜図３０の作動
図２８の可撓膜３８２は弾性が大きいので、かなり小さい水圧の作用のもとでも容易に変形される。したがって、前方リブ対３８４および後部リブ対３８６がこの設計において構造的な支持を行うように使用されなければ、初期曲がり領域３８８と内縁３９２との間の可撓膜３８２の部分は圧潰され易く、初期曲がり領域３８８のまわりで０゜またはほぼ０゜の迎え角となるように曲げられ易い。このような過大な変形は図１５または図１６を振り返り、大撓み位置２４６を参照すればれば分かる。したがって、このような望ましくない変形された形状が図２８で生じるのを防止するために、可撓膜３８２が初期曲がり領域３８８のまわりで急激に曲がるのを防止するように前方リブ対３８４および後部リブ対３８６が使用される。前方リブ対３８４および後部リブ対３８６は実質的に剛性であるので、可撓膜３８２は初期曲がり領域３８８のまわりで曲がることができず、変化された曲がり領域３９４が可撓膜３８２に沿って形成される。
【０２６１】
初期曲がり領域３８８と右補強部材３７８との間の可撓膜３８２の部分は、初期曲がり領域３８８と内縁３９２との間の可撓膜３８２の部分よりも、実質的に長手方向の軸線のまわりの捩れに対して大きな抵抗力を示すが、前方リブ対３８４および後部リブ対３８６の存在が可撓膜３８２の大きな部分を所望されるように変形できるようにしている。
【０２６２】
初期曲がり領域３８８と内縁３９２との間の可撓膜３８２の部分は水圧作用のもとで容易に変形できるので、実質的に回転軸線として機能する初期曲がり領域３８８によって前方リブ対３８４および後部リブ対３８６に捩りモーメントが作用する。これは初期曲がり領域３８８と内縁３９２との間の前方リブ対３８４および後部リブ対３８６の部分を、加えられた水圧から離れる方向へ枢動させる。同時に、初期曲がり領域３８８と右補強部材３７８との間の前方リブ対３８４および後部リブ対３８６の部分は作用する水圧へ向かう方向へ枢動しようとする。しかしながら、前方リブ対３８４および後部リブ対３８６の外縁は、可撓膜３８２上の、右補強部材３７８に十分に接近した位置にて終端しているので、右補強部材３７８と、前方リブ対３８４および後部リブ対３８６の外側縁との間の可撓膜３８２の材料内部に張力が発生される。この張力は、可撓膜３８２および後部リブ対３８６の外端部が右補強部材３７８の位置する水平面よりもかなり上方へ回転するのを防止する。右補強部材３７８の剛性は、使用時に前方リブ対３８４および後部リブ対３８６の外側端部の動きを抑制するこの張力がさらに最大化するのを防止する。この結果、使用時に前方リブ対３８４および後部リブ対３８６に生じた捩りモーメントは初期曲がり領域３８８と３９４との間の可撓膜３８２の部分に梃子作用を与え、それらの部分を減少された迎え角となるように枢動させる。可撓膜３８２は弾性の大きい材料で作られるので、かなり小さい水圧が作用する状態のもとでも適当な大きさの変形が得られる。この結果、変化された曲がり領域３９４と内縁３９２との間の可撓膜３８２の部分は、たとえ泳者が比較的軽いキックストロークを用いた場合であっても、実質的に均等且つ効率的に変化された曲がり領域３９４のまわりで素早く枢動して、減少された迎え角となる。
【０２６３】
初期曲がり領域３８８と変化された曲がり領域３９４との間の可撓膜３８２の部分はこのような変形に対抗する抵抗を与えるので、枢動の大きさはこの抵抗によって制御される。これは、可撓膜３８２の大部分が０゜またはほぼ０゜の迎え角にまで圧潰されることなく、使用時に所望される減少された迎え角となるように変形することを可能にする。したがって、可撓膜３８２のこれらの抵抗部分によって与えられる抵抗力は、使用時に示される実際の迎え角に関して所望の制御状態を達成できるようにさせることで、ここにおいて利点となる。変形の大きさに影響を与える変数の幾つかは、可撓膜３８２の実抵抗力、水泳用足ヒレが休止状態にあるときに足プラットホーム３７６と右補強部材３７８との間の可撓膜３８２に発生した張力（または無張力）、右補強部材３７８に蓄えられた剛性／可撓性の大きさ、および前方リブ対３８４および後部リブ対３８６に蓄えられた剛性／可撓性の大きさを含む。これらの変数の１つあるいはそれ以上は、使用中に所望の変形量を生じるべく変更されることができる。
【０２６４】
この実施例の他の利点は、使用時に大きな迎え角に保持される可撓膜３８２の全体部分が実質的に減少されることである。大きな迎え角に保持される可撓膜３８２の部分だけが変化された曲がり領域３９４と右補強部材３７８との間に存在する。これは初期曲がり領域３８８と右補強部材３７８との間の部分よりもかなり小さい。変化された曲がり領域３９４は右補強部材３７８に近いので、滑らかな流れが可撓膜３８２の低圧面に沿って形成される。また、より多量の水が右補強部材３７８から離れて内縁３９２へ向けて導かれる。これは効率をかなり高めて推進力を増大させる。
【０２６５】
図２９および図３０に示された横断面図を比較すれば、図３０の可撓膜３８２および後部リブ対３８６は図２９に示された可撓膜３８２および前方リブ対３８４よりも小さな迎え角で傾けられる。これは可撓膜３８２が使用時に長さに沿って捩れた配向となることを示す。
【０２６６】
図３０の後部リブ対３８６は図２９の前方リブ対３８４よりも減少された迎え角となるように枢動できる。何故なら、図３０の後部リブ対３８６は可撓膜３８２の捩りを防止する応力の影響を僅かしか受けないからである。図２８に戻って見れば、後部リブ対３８６の長さの大部分は初期曲がり領域３８８と３９２との間にあり、これに対して後部リブ対３８６の実質的に小さい部分だけが初期曲がり領域３８８と変化された曲がり領域３９４との間にあるのが見られる。この結果、後部リブ対３８６の実質的に小さい部分だけが捩れに抵抗する可撓膜３８２の部分（初期曲がり領域３８８と変化された曲がり領域３９４との間）に存在する。図２８の前方リブ対３８４を見ると、その長さの実質的に大部分は初期曲がり領域３８８と変化された曲がり領域３９４との間（可撓膜３８２の内部張力がかなり大きい）にあるのが見られる。この抵抗力の差は後部リブ対３８６を前方リブ対３４８よりかなり小さい迎え角となるように枢動させる。何故なら、後部リブ対３８６は前方リブ対３８４よりも小さい捩りに対抗する抵抗力を受けるからである。可撓膜３８２の迎え角はブレードの後部へ向かって減少するので、水は加速された速度でそれらの後部へ向かって流れるのを促進される。このことは、推進力を顕著に増大する。
【０２６７】
図２９および図３０に示された横断面図で、前方リブ対３８４および後部リブ対３８６は可撓膜３８２を右補強部材３７８に実質的に接近した位置で変形させる機能を示している。効率的に揚力を発生させる流れ状態は、流れの剥離および抵抗が大きく減少されたときに発生される。可撓膜３８２はキックの方向が反対のストローク時に逆転されるときに同様に変形できることを意図されている。
【０２６８】
概要、結果および範囲
したがって、読者は本発明の水泳用足ヒレ設計、流れの制御方法、および応力の制御方法がブレードの反対両面の間に生じる圧力差を増大させて改良した揚力レベルを効果的に発生させるのに使用できることが分かるであろう。読者はまた本発明が水泳用のストローク時に発生するブレードの上の抵抗を大きく減少させるのに使用できることが分かるであろう。さらに、本発明の設計および方法は下記の点で付加的な利点を与える。すなわち、
【０２６９】
（ａ）  使用時に低圧面のまわりの流れの剥離を十分に減少させる可撓性の水中翼設計を提供し、
（ｂ）  踝および脚に疲労が生じるを十分に減少させる水泳用足ヒレ設計を提供し、
（ｃ）  泳者にとっての使用中の不都合または脚、踝または足の痙攣によって一時的に動けなくなる状態を十分に減少させることで、高い安全性と大きな楽しみとを与える水泳用足ヒレを提供し、
（ｄ）  ビギナーにとっても熟練した泳者のように容易に使用できる水泳用足ヒレ設計を提供し、
（ｅ）  使用するのにかなりの体力およびアスレチック能力を必要としない水泳用足ヒレ設計を提供し、
【０２７０】
（ｆ）  下方へ向かうストロークで水面上方から水中に再進入するとき、水面をキャッチする、すなわち急激に停止することなく水面を横断してキックすることのできる水泳用足ヒレ設計を提供し、
（ｇ）  水面ならびに水面下で使用されるときに大きな推進力および小さな抵抗を与える水泳用足ヒレ設計を提供し、
（ｈ）  かなり短く穏やかなキックストロークが使用される場合でも大きな推進力および小さな抵抗を与える水泳用足ヒレ設計を提供し、
（ｉ）  水中翼の側縁に沿って誘導抵抗渦が形成されるのを実質的に減少させる方法を提供し、
（ｊ）  迎え面に沿う外方へ向かう幅方向の流れ状態を大いに減少させる水中翼設計を提供し、
【０２７１】
（ｋ）  迎え面に沿う流体媒体を外側縁から中心軸線へ向かって流れるように効率的に集中させて、迎え面に沿う流体圧力を高める水中翼設計を提供し、
（ｌ）  水中翼の外側部分が、水中翼の外側縁に沿って誘導抵抗渦が発生するのを大いに減少させるのに十分な大きさの内方へ向かう幅方向成分を、後方へ向かう流れのかなりの部分に与えるように促進するのに十分な下反角となる水中翼設計を提供し、
（ｍ）  低圧面に沿う失速状態を大きく減少させることで向上された揚力を与える足ヒレ設計を提供し、
（ｎ）  かなり大きい迎え角で使用される往復運動式の翼形の風下面に沿う剥離を大いに減少させる方法を提供し、
（ｏ）  可撓性の水中翼が実質的に幅方向に向かう小さな迎え角の状態に配向されて、使用時にかなり強力な揚力を発生するのに有効とされる配向を保持できるようにするのに十分な剛性を有する補強部材を備えた、大きく傾斜された水中翼の前縁部分および（または）外側縁部分を提供し、
【０２７２】
（ｐ）  誘導抵抗を大いに減少させる低アスペクト比の水中翼設計を提供し、
（ｑ）  剛性の推進用水中翼に往復運動サイクルの相反する両方向のストロークで効率的に揚力を発生させる方法を提供し、
（ｒ）  往復運動式の推進用水中翼に大きな揚力および小さな抵抗を往復サイクルにおける少なくとも１回のストロークで発生できるようにする方法を提供し、
（ｓ）  可撓ブレードの材料がその長さに沿っての曲がりよりも、小さな迎え角となるような長さのまわりでの捩れに対してかなり小さい抵抗を示すようにさせるのに有効な大きさに、引張りおよび圧縮の捩り応力が可撓ブレードの材料内部に蓄えられるのを制御し減少させる方法を提供し、
【０２７３】
（ｔ）  可撓ブレードの材料が十分に大きな揚力を発生できる予め定めた減少された迎え角となるように効果的に変形でき、このような変形がかなり穏やかなキックストローク時の水圧の作用でも発生するようにさせるのに有効な大きさに、引張りおよび圧縮の捩り応力が可撓ブレードの材料内部に蓄えられるのを制御し減少させる方法を提供し、
（ｕ）  前縁部分および（または）外側縁部分がそれらの風下面に沿ってかなり大きな揚力を効果的に発生できる予め定めた減少された迎え角となるように効果的且つ容易に変形でき、このような変形がかなり穏やかなキックストローク時の水圧の作用でも発生するようにさせるのに有効な大きさに、引張りおよび圧縮の捩り応力が可撓ブレードの前縁部分および（または）外側縁部分の内部に蓄えられるのを制御し減少させる方法を提供し、また
（ｖ）  可撓材料を使用時に作用する水圧のもとで幅方向の基準線に対して十分に減少された迎え角となるように変形できるようにするために、実質的に幅方向の軸線のまわりでかなり強力な捩りモーメントを可撓材料内部に発生させるように配置された補強部材を有する大きく傾斜した前縁部分を提供する一方、同時にまた、このような変形を、大きく傾斜された前縁に十分近い位置で発生させて、揚力を大きく増大させると共に抵抗を大きく減少させるのに有効となる程度にブレードの風下面のまわりの剥離を減少させる方法を提供する。
【０２７４】
上述の説明は多くの仕様を含んでいるが、これらは本発明の範囲を制限するように構成されたのではなく、本発明の現在好ましいとされる幾つかを説明するためだけのものである。例えば、対称的な２つのブレード半体を有する代わりに、この２つのブレード半体を水泳用足ヒレの中心軸線に関して非対称とすることができる。このような実施例では、各々のブレード半体は他方のブレード半体と比べて長さ、幅、肉厚、傾斜角度、可撓性の度合い、可撓性の変化、剛性の度合い、捩れの度合い、全体形状、形態的な形状、アスペクト比、輪郭、および断面形状を相違させることができる。
【０２７５】
他の変形例は、一方の可撓ブレード半体だけが使用されて、他側のブレード半体反対のないものを含むことができる。この場合、そのブレードの寸法は、他方のブレード半体がそれまで占めていた空間を埋めるように実質的に大きくすることができる。このブレードは各々の往復ストロークにおいてテンジクザメやオナガザメの細長い１つのブレードのように前後に捩れることができる。
【０２７６】
また、たった１つまたは２つのブレードに代えて多数のブレードを使用できる。２つのブレードを超える数のブレードが使用される場合は、いずれの配向、配置、基準線、およびブレード形状が使用できる。例えば、ブレードはさまざまなパターンで他のブレードから分岐されることができる。また、一連の幅の狭い大きく傾斜されたブレードが足入れ空間から実質的に平行かまたは実質的に放射状に延在されることができる。
【０２７７】
２つの並んだ大きく傾斜された可撓ブレード半体が使用される場合は、それらのブレード半体は各々のストロークにおいて水泳用足ヒレの迎え面側に沿って下反角を付された通路を形成するように捩れる必要はない。この場合、補強部材が各々のブレード半体の内縁に沿って配置される。これらの２つの補強部材はブレード間のの凹部である。したがって、ブレード半体の迎え面に沿って流れる水は中央の凹部から各々のブレード半体の外側縁へ向かって集中される。水はこの凹部を通って流れることができるので、取り付いた流れが各々のブレード半体の低圧面に沿って形成される。各々のブレード半体の補強部材はブレード半体がストローク時に互いへ向かって大きく曲がるのを防止するのに十分な剛性であることを意図される。これは、中央の凹部が開いた状態でブレード間に保持されて、取り付いた流れが各々のブレード半体の低圧面に沿って保持されるようにする。望まれるならば、１以上の横方向に整列されたビームが２つの補強部材の間に固定されて、凹部を差し渡されると共に、補強部材が使用時に互いに向かって曲がるのを防止するようにさせることができる。
【０２７８】
他の代替実施例は、使用者の足以外の身体部分に取付けられる１つの捩りを生じる可撓翼の使用を含むことができる。この翼の根元部分は、いずれかの適当な方法で泳者の身体部分のいずれかの望ましい箇所に取付けられて、泳者が付加的な推進力および（または）方向の安定を得られるようにして、身体から外方へ延在される。このようなフィンは使用者の下肢、上肢、お尻、腰、背中、胸、ダイビング用機具、肩、腕、手首、または手に取付けるのに適した機構を有することができる。このような翼は少なくとも外側部分が大きく傾斜されること、またそのような外側部分が実質的に流線方向の軸線のまわりで捩れることができるように構成されることが好ましい。しかしながら、可撓水中翼が容易に捩れ形状となれるように変形性を大きく増大させる本発明で使用された方法は、小さな後退角を有するだけの、または全く傾斜を有していない、または前進角を有する（一部分または全体に）水中翼にも使用できる。
【０２７９】
補強部材に取付けられたブレード部分を有する代替実施例は、枢動する形式の取付け部を形成するいずれの適当な方法も使用できる。例えば、ブレード部材は外側縁部分および（または）前縁部分に取付けられたフープ形状の一連の構造部を有し、補強部材はそれらのフープ形状の構造部に挿入されて、補強部材のまわりでブレード部材の枢動を可能にする連結を形成することができる。ループ形とされた材料部品も同様に使用できる。
【０２８０】
捩りに対抗する抵抗を制御する機構を備えた可撓翼は水泳目的以外の目的にも使用できる。このような改良された可撓翼は、改良された水中翼、水上機、方向舵、スケグ（キール船尾骨材）、方向安定装置、キール、可撓プロペラブレード、可撓インペラブレード、ナセル、船のオール、パドル、推進翼、振動推進翼、および同様な他の翼形装置として使用できる。これらは動力船、帆船、水中船、半水中船、娯楽用ウォータークラフト、人力ウォータークラフト、セイルボード、水上スキー、空力および水力玩具、および個人的な推進装置に使用できる。
【０２８１】
さらに、上述で説明した実施例および個々の変形例は、望まれる順序、量、配置および形状において互いに交換および組合わせることができる。
【０２８２】
したがって本発明の範囲は図示した実施例によって定められるべきでなく、添付した請求の範囲およびその法的な等価範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０２８３】
【図１】改良された水泳用足ヒレの簡単な実施例のの斜視図を示す。
【図２】水泳用足ヒレのまわりを水が流れている状態の図１の線２−２に沿う横断面図を示す。
【図３】水泳用足ヒレのまわりを水が流れている状態の図１の線３−３に沿う横断面図を示す。
【図４】水泳用足ヒレのまわりを水が反対方向に流れていることを除いて図３と同じ横断面図を示す。
【図５】互いに離隔され且つ角度を有して配向された２つの大きくなびくように変形されたブレードを有する足ヒレの斜視図を示す。
【図６】使用時にブレードによって流線が流動されるときの図５の線６−６に沿う横断面図を示す。
【図７】ブレードが反対方向へキックされることを除いて図６と同じ横断面図を示す。
【図８】形成された望ましくない流れ状態を示す流線が示されている従来技術の水泳用足ヒレの端面図を示す。
【図９】２つの並んだ可撓ブレード半体を有する改良された水泳用足ヒレの斜視図を示す。
【図１０】図９の線９−９に沿う横断面図を示す。
【図１１】互いに向かって等しくテーパーを付形された並んだブレードを有する従来技術の水泳用足ヒレの対照横断面図を示す。
【図１２】図１１に示された横断面形状を有する従来技術の足ヒレ設計に現れる使用時の離隔作用の斜視図を示す。
【図１３】実質的な横方向の軸線のまわりで圧潰されるときの図１２に示された従来技術の水泳用足ヒレの側面斜視図を示す。
【図１４】図９に示されたのと同じ水泳用足ヒレの右側半体を示す一部断面とした斜視図を示す。
【図１５】図１４の線１５−１５に沿う横断面図を示す。
【図１６】図１４の線１６−１６に沿う横断面図を示す。
【図１７】この図において横方向の凹部が足入れ空間の近くで右側ブレード半体に追加されていることを除いて図１４に示されたのと同じ水泳用足ヒレの一部断面とした斜視図を示す。
【図１８】この図において全部で３つの横方向の凹部が追加され、これらが右側ブレード半体を前部パネル、中央パネルおよび後部パネルに分けていることを除いて、図１４に示されたのと同じ水泳用足ヒレの同じ一部断面とした斜視図を示す。
【図１９】水中でキックされたときの図１８に示された完全な水泳用足ヒレの斜視図を示す。
【図２０】この図において横方向の凹部がさらに水泳用足ヒレの外側縁へ向かって延在し、一連の可撓膜が横方向の凹部によって形成された空間を差し渡されるように追加されていることを除いて、図１８および図１９に示されたのと同じ水泳用足ヒレの右側半体を示す一部断面とした斜視図を示す。
【図２１】水中でキックされたときの図２０に示された実施例の斜視図を示す。
【図２２】この図において右側ブレード半体の外縁に長手方向の凹部が追加されて前部パネル、中央パネルおよび後部パネルを補強部材から分けており、また可撓材料の幅の狭いストリップが長手方向の凹部を満たすように追加されて前部パネル、中央パネルおよび後部パネルを補強部材に連結していることを除いて、図２０および図２１に示されたのと同じ水泳用足ヒレの右側半体を示す一部断面とした斜視図を示す。
【図２３】図２２の線２３−２３に沿う横断面図を示す。
【図２４】予め形成されている長手方向の通路を有し、凹部が水泳用足ヒレの中心軸線に沿って延在している他の実施例の足ヒレの前面斜視図を示す。
【図２５】上方へキックされたときの同じ水泳用足ヒレの側面斜視図を示す。
【図２６】下方へ向かうキック運動時に通路状のブレード部分が逆転された状態の同じ水泳用足ヒレの側面斜視図を示す。
【図２７】中央の凹部を横断して張り渡された通水される中央膜を有すること除いて同じ水泳用足ヒレを示す。
【図２８】外側の補強部材および２つの離隔されて配置された対を成すリブで構造的に支持された可撓膜を有する対称的な水泳用足ヒレの右側半体を示す一部断面とした斜視図を示す。
【図２９】使用時に水泳用足ヒレが変形するときの図２８の線２９−２９に沿う横断面図を示す。
【図３０】使用時に水泳用足ヒレが変形するときの図２８の線３０−３０に沿う横断面図を示す。
【符号の説明】
【０２８４】
７０  足入れ空間（足ポケット）
７２  ブレード
７４  ブレード先端
７６  右側縁
７８  左側縁
８０  上面
８２  流入する流れ
８４  下面
８５  流入する流れ
８６  揚力ベクトル
８８  垂直成分
９０  水平成分
９２  流入する流れ
９４  揚力ベクトル
９６  垂直成分
９８  水平成分
１００  足入れ空間
１０２  プラットホーム部材
１０４  右ブレード
１０６  左ブレード
【０２８５】
１０８  外縁
１１０  内縁
１１２  上面
１１４  後部先端
１１６  外縁
１１８  内縁
１２０  上面
１２２  後部先端
１２４  根元
１２６  根元
１２８  補強部材
１３０  流入する流れ
１３２  下面
１３４  下面
１３６  揚力ベクトル
１３８  垂直成分
１４０  水平成分
１４２  揚力ベクトル
１４４  垂直成分
１４６  水平成分
【０２８６】
１４８  流入する流れ
１５０  揚力ベクトル
１５２  垂直成分
１５４  水平成分
１５６  揚力ベクトル
１５８  垂直成分
１６０  水平成分
１６２  足入れ空間
１６４  流入する流れ
１６８  右上ブレード
１７０  左上ブレード
１７２  左下ブレード
１７４  垂直ブレード
１８０  足入れ空間
１８２  右ブレード半体
１８４  左ブレード半体
１８６  可撓ブレード部分
１８８  右補強部材
１９０  外縁
１９２  内縁
【０２８７】
１９４  外縁
１９５  後部先端
１９６  後縁
１９６’  後縁
１９８  内縁
１９９  上面
２００  可撓ブレード部分
２０２  左補強部材
２０４  外縁
２０６  内縁
２０８  外縁
２１０  後縁
２１２  内縁
２１４  上面
２１６  後部先端
２１８  下面
２２０  下面
２２２  流入する流れ
２２４  揚力ベクトル
２２６  揚力ベクトル
【０２８８】
２２８  垂直成分
２３０  水平成分
２３２  垂直成分
２３４  水平成分
２３６  流入する流れ
２３８  曲がり領域
２４０  流入する流れ
２４２  中立位置
２４４  半撓み位置
２４６  大撓み位置
２４８  剥離領域
２４９  流入する流れ
２５０  剥離領域
２５１  揚力ベクトル
２５２  横方向の凹部
２５４  曲がり領域
２５６  前部横方向の凹部
２５８  中間横方向の凹部
２６０  後部横方向の凹部
２６２  外側曲がり領域
【０２８９】
２６４  中間曲がり領域
２６６  内側曲がり領域
２６７  根元部分
２６８  前部パネル
２７０  中間パネル
２７２  後部パネル
２７４  前部横方向の凹部
２７６  中間横方向の凹部
２７８  後部横方向の凹部
２８０  前部パネル
２８２  中間パネル
２８４  後部パネル
２８６  前部横方向の凹部
２８８  中間横方向の凹部
２９０  後部横方向の凹部
２９１  根元部分
２９２  前部パネル
２９４  中間パネル
２９６  後部パネル
２９８  前部横方向の可撓膜
【０２９０】
３００  中間横方向の可撓膜
３０２  後部横方向の可撓膜
３０４  曲がり領域
３０６  前部パネル
３０８  中間パネル
３１０  後部パネル
３１２  前部横方向の可撓膜
３１４  中間横方向の可撓膜
３１６  後部横方向の可撓膜
３１８  長手方向の可撓膜
３１９  根元部分
３２０  前部パネル
３２２  中間パネル
３２４  後部パネル
３２６  流入する流れ
３２８  揚力ベクトル
３４８  足入れ空間
３５０  足プラットホーム
３５２  右補強部材
３５４  左補強部材
【０２９１】
３５６  通路ブレード部分
３５８  右可撓膜
３６０  右ブレード部材
３６２  中間可撓膜
３６４  左可撓膜
３６６  左ブレード部材
３６８  中央凹部
３７０  通水中央膜
３７２  通水機構
３７４  足入れ空間
３７６  足プラットホーム
３７８  右補強部材
３８０  可撓ブレード部分
３８２  可撓膜
３８４  前方リブ対
３８６  後部リブ対
３８８  初期曲がり領域
３９０  後部先端
３９２  内縁
３９４  変化された曲がり領域
３９６  流入する流れ
３９８  揚力ベクトル
４００  流入する流れ
４０２  揚力ベクトル
【図１】
2008068101.tif 000003
【図２】
2008068101.tif 000004
【図３】
2008068101.tif 000005
【図４】
2008068101.tif 000006
【図５】
2008068101.tif 000007
【図６】
2008068101.tif 000008
【図７】
2008068101.tif 000009
【図８】
2008068101.tif 000010
【図９】
2008068101.tif 000011
【図１０】
2008068101.tif 000012
【図１１】
2008068101.tif 000013
【図１２】
2008068101.tif 000014
【図１３】
2008068101.tif 000015
【図１４】
2008068101.tif 000016
【図１５】
2008068101.tif 000017
【図１６】
2008068101.tif 000018
【図１７】
2008068101.tif 000019
【図１８】
2008068101.tif 000020
【図１９】
2008068101.tif 000021
【図２０】
2008068101.tif 000022
【図２１】
2008068101.tif 000023
【図２２】
2008068101.tif 000024
【図２３】
2008068101.tif 000025
【図２４】
2008068101.tif 000026
【図２５】
2008068101.tif 000027
【図２６】
2008068101.tif 000028
【図２７】
2008068101.tif 000029
【図２８】
2008068101.tif 000030
【図２９】
2008068101.tif 000031
【図３０】
2008068101.tif 000032