(57)【要約】      （修正有）【課題】揚力が大きく失速しずらく強度の強いとんぼの翅構造の一部を摸した翼を得る。【解決手段】気体、液体、気液混合体のいずれか一の中で使用する翼６において、該翼６の上部をとんぼの翅構造の一部を模した外板１とし、該翼６下部は航空機の翼の下部形状を持つ外板２とし、該両外板１、２を合体させ、両外板１、２内部を構造体５としてなることを特徴とする。望ましくは、該航空機の翼の下部形状を持つ外板２はほぼ平らであるもの、下にややふくらんだもの、逆に上に反ったものの中から目的に合わせて一を選択する。さらに望ましくは、該翼６にウイングレットやフクロウのセレーションを模した突起を設けるとさらに効率が上がる。【選択図】図１
2016188697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体、液体、気液混合体のいずれか一の中で使用する翼において、該翼の上部をとんぼの翅構造の一部を模した外板とし、該翼の下部を航空機の翼の下部形状を持つ外板とし、該両外板を合体させ、該両外板内部を構造体としてなることを特徴とするとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【請求項２】
前記使用する翼が、ヘリコプターのローター、オートジャイロ用ローター、航空機の翼、航空機のプロペラ、水中翼、スクリュー、風力発電用風車のブレード、水力発電用プロペラ、海流発電用プロペラ、タービンブレード、圧縮機風力原動機のブレード、軸流式圧縮ブレード、翼型飛行船、扇風機の羽からなる群の中から選択される一であることを特徴とする請求項１に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【請求項３】
前記構造体が、パイプ、電線、ケーブル、格納スペース、空隙スペース、燃料タンク、発泡プラスチック、充填材、高揚力装置、補助翼装置、プレート、パネル、ストラップ、ストリンガー、桁、桁コード、桁ウエブ、ウエブ、リブコード、リブスティフナー、スパーウエブ、リブ、発泡プラスチック、プラスチック、木材、金属からなる群の中から選択される一以上を含んでなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【請求項４】
前記構造体と前記両外板の少なくとも一に代えて、発泡プラスチック、プラスチック、木材、金属からなる群の中から選択される少なくとも一以上を含む素材で、前記とんぼの翅構造の一部を模した翼を一体成型してなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【請求項５】
前記翼の末端にウイングチップフェンス、ウイングレット、レイクドウィングチップの中のいずれか一を加えて設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【請求項６】
前記翼の一部にフクロウの翼のセレーションを模した突起を加えて設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【請求項７】
左右１対の前記翼２対を航空機胴体前後に配して設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【請求項８】
前記翼構造を玩具又は模型の翼に組み込んでなるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、とんぼの翅構造の一部を模した翼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業における技術開発や物づくりに、生物が持っている優れた機能を模倣して生かそうとする「バイオミメティクス」が進展しており、世界中の研究者や技術者が挑み始めている。
【０００３】
そうした生物の中で、とんぼは、特別の飛行能力を有している。とんぼは、長い2対の翅を持っていて、これをそれぞれ交互にはばたかせて飛行するが、翅を止めて滑空することも出来る。また、高速移動をしたり、空中でホバリングしたり、瞬時にスピードや方向を変えることすら出来る。さらに、飛行時の騒音もほとんどなく、しかも驚くほどの省エネ飛行を実現している。しかし、このトンボのように自由自在に空を飛ぶことの出来る機械はまだ存在しない。
【０００４】
ここで、通常の航空機等の翼と比較してみたい。航空機の翼やプロペラ、風力発電の翼、タービン翼、スクリュー、扇風機の羽根、へリコプターやオートジャイロの回転翼、ドローンのプロペラなどをはじめ翼構造が使われている機械は多く存在する。
【０００５】
これらの航空機や風力発電等の翼やプロペラは長年の技術革新の積み重ねで現在のものとなっているが、今なお、世界各地でトラブルを起こすことがしばしばある。
【０００６】
これらの翼に対して、とんぼの翅は軽く丈夫にできている。翅脈というスジが，網の目のようになって骨組みとなり，その間に透明な膜が張られている。とんぼの翅の断面を見てみると折れ線グラフのようにがたがたしている。一見すると、この翅でどうして飛べるかとても不思議である。しかし、良く調べてみると、気流の中では、とんぼの翅の凹部では気流が渦となってくるくるとボールベアリングのように回転する。これによって、とんぼの翅上面の流れは翅下面と比較すると非常に早く流れることからベルヌーイの定理により、揚力を得て翅は上方に浮くこととなる。
【０００７】
従来の翼理論からすると、とんぼの翅に気流の渦が出来ることは失速しやすく、性能が劣ると考えられていた。しかし、とんぼの持つ４枚の翅は1枚が消失しても飛ぶことが出来るほど高性能なものであることが見出された。とんぼの翅の特性を生かし、バイオミメティクスという将来の技術の一つとして産業に生かそうという動きが出てきている。
【０００８】
しかしながら、とんぼの翅は上述のように極めて細い骨組みとごく薄い膜で構成されており、その断面は航空機などの翼とは全く異なりでこぼこで華奢に出来ているため、このままではごく小さな模倣機械であれば開発可能ではあるが、少しでも大型のものを作ろうとすると、その脆弱さが障害となって、とても産業に役立たせることは出来ないという問題がある。
【０００９】
この改善策として、カーボンファイバー製の骨組みに薄膜を貼り付けるなどの方法も考えられるが、極薄の翅である限り、その強度では、その使途も限られたものになり、とても風力発電用風車や実際の航空機等には利用は出来ないという大きな欠点がある。事実、とんぼの翅状態では産業に生かせるほどのものにはなってはいない。
【００１０】
さらにバイオミメティックスの中でも、とんぼの翅に関して現時点においては公開された技術は見当たらない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】バイオミメティクスの世界 （別冊宝島２１９９） ２０１４年６月１２日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする課題は、揚力が大きく失速しずらく強度の強いとんぼの翅構造の一部を摸した翼を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、 気体、液体、気液混合体のいずれか一の中で使用する翼において、該翼の上部をとんぼの翅構造の一部を模した外板とし、該翼の下部を航空機の翼の下部形状を持つ外板とし、該両外板を合体させ、該両外板内部を構造体としてなることを特徴とするとんぼの翅構造の一部を模した翼。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼において、前記使用する翼が、ヘリコプターのローター、オートジャイロ用ローター、航空機の翼、航空機のプロペラ、水中翼、スクリュー、風力発電用風車のブレード、水力発電用プロペラ、海流発電用プロペラ、タービンブレード、圧縮機風力原動機のブレード、軸流式圧縮ブレード、翼型飛行船、扇風機の羽からなる群の中から選択される一であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼において、前記構造体が、パイプ、電線、ケーブル、格納スペース、空隙スペース、燃料タンク、発泡プラスチック、充填材、高揚力装置、補助翼装置、プレート、パネル、ストラップ、ストリンガー、桁、桁コード、桁ウエブ、ウエブ、リブコード、リブスティフナー、スパーウエブ、リブ、発泡プラスチック、プラスチック、木材、金属からなる群の中から選択される一以上を含んでなることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼において、前記構造体と前記両外板の少なくとも一に代えて、発泡プラスチック、プラスチック、木材、金属からなる群の中から選択される少なくとも一以上を含む素材で、前記とんぼの翅構造の一部を模した翼を一体成型してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼において、前記翼の末端にウイングチップフェンス、ウイングレット、レイクドウィングチップの中のいずれか一を加えて設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼において、前記翼の一部にフクロウの翼のセレーションを模した突起を加えて設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼において、左右１対の前記翼２対を航空機胴体前後に配して設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載のとんぼの翅構造の一部を模した翼において、前記翼構造を玩具又は模型の翼に組み込んでなるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記のとおり構成されているので、次のような効果がある。
１  とんぼの翅は非常に華奢に出来ているが、本発明の翼は、その上部をとんぼの翅構造の一部を模した外板とし、該翼の下部を航空機の翼の下部形状を持つ外板とし、該両外板を合体させてなることから、該翼内部に構造体、燃料タンク、支柱、制御装置、高揚力装置などを格納するスペースを設けることが可能であるという大きな利点がある。
２  このため、該翼の構成材料にもよるが該翼の強度を大きくすることが可能となるという利点がある。
３  これにより、従来は模型程度でしかとんぼの翅の性能を生かせなかったが、本発明の翼は産業化を大きく前進させられるという大きな利点がある。
４  特に航空機の翼やプロペラに本発明の翼を使用すると、揚力が従来の翼よりも大きくなるため、低速度であっても失速したりせず、これにより燃料消費を抑えることが出来、経済的であるなどの大きな利点がある。
５  さらに、風力発電用風車に本発明を使用すると、使用する翼の揚力が大きいことから微風でもスムースに回転させることができるため、発電量が他の風車に比べて大きくなるという利点もある。
６  このことは、本発明の翼を水力発電用プロペラや水車、あるいは海洋発電用プロペラにも使用可能である。
７  従って、再生可能エネルギーの一端も担えるという大きな利点がある。
８  しかも、本発明は、翼構造を持つあらゆる機械等に組み込み可能であるという大きな利点がある。
９  さらに、本発明を模型や玩具の翼やプロペラにも使用することも出来るという利点がある。
１０  本発明の翼の末端にウイングチップフェンス、ウイングレット、レイクドウィングチップの中のいずれか一を加えて設けると、燃費、効率が上がるため航空機に本発明を使った際には経済的になるという利点がある。
１１  また、本発明の翼の一部にフクロウの翼のセレーションを模した突起を加えて設けると、騒音を大幅に減少させることができることから、風力発電用風車の騒音で近隣住民を悩ますような負担を軽減できるという利点がある。
１２  本発明の翼は、強度に優れ、しかも揚力が大きく、従って微風でも作動することから、飛行機の翼やプロペラ、ヘリコプターの回転翼、水中翼、水力・風力発電の翼、タービンブレードの翼、人力飛行機の翼、翼構造とした飛行船などをはじめとして、ありとあらゆる翼に取って代わることが可能であるという大きな利点がある。
１３  また、本発明の翼を一体成型で作ることも可能であるため、比較的小さな翼やプロペラなどは生産性の向上が見込めるという大きな利点がある。
１４  本発明の翼は、従来の翼とは異なり曲面より平板で構成される部分が多いため、比較的容易に製造出来るとという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のとんぼの翅構造の一部を模した翼の断面図である（実施例１）。
【図２】とんぼの右前翅の平面図である。
【図３】図２のとんぼの翅のA-A線断面図である。
【図４】図３のとんぼの翅が揚力を得る説明図である。
【図５】航空機の右翼の平面図である。
【図６】図５の翼のB-B線断面図である。
【図７】図６の航空機の翼の下部形状を持つ外板断面図である。
【図８】図５の翼のB-B線断面図による説明図である。
【図９】図８の翼の下部形状を持つ外板断面図である。
【図１０】図３のとんぼの翅の一部を模した翼上部外板と図９の翼の下部形状を持つ外板を合体させた翼の断面図である。（実施例２）
【図１１】図５の翼のB-B線断面図において該翼下部外板が上側に反っている翼の断面図である。
【図１２】図１１の翼の下部形状を持つ外板断面図である。
【図１３】図３のとんぼの翅の一部を模した翼上部外板と図１２の翼の下部形状を持つ外板を合体させた翼の断面図である。（実施例３）
【図１４】本発明の翼を取り付けた垂直軸式風力発電用風車の平面図である。（実施例４）
【図１５】本発明の翼を取り付けた航空機の一実施例で、４枚の翼を胴体に取り付けた正面図である。（実施例５）
【図１６】図１５の平面図である。
【図１７】風力発電用風車に本発明のブレード（翼）を取り付けた部分説明図である。（実施例６）
【図１８】図１７のC-C線断面図である。
【図１９】図１０の本発明の翼にウイングチップフェンスと突起を設けた右側面図である。（実施例７）
【図２０】図１９の底面図で翼下部外板にウイングチップフェンスと突起を設けた翼の端部である。
【図２１】図１０の翼の端部にウイングレットを設けたことを示す右側面図である。（実施例８）
【図２２】図２１の正面図で翼の端部である。
【図２３】本発明の翼にウイングレットを設けた垂直軸式風力発電用風車の正面図である。（実施例９）
【発明を実施するための形態】
【００２３】
とんぼの翅構造の一部を模した翼の特性である、失速しずらく、揚力の大きな翼を獲得し、更に燃費を良くするという目的を、最小の部品点数で、それらの利点を損なわずに実現した。
【実施例】
【００２４】
図１は、実施例１で、本発明の一実施例であり、とんぼの翅構造の一部を模した翼断面図である。図１中、１は翼上部外板、２は翼下部外板、３は翼前縁、４は翼後縁、5は翼構造体、６は翼である。あらゆる翼構造やプロペラ構造を持つ機械に本発明を設けることが可能であるが、その要は、とんぼの翅構造の一部を模した翼上部外板１と航空機の翼下部の形状を持つ外板２とを合体させ、該両外板の内部を構造体としてなるものである。なお、航空機の該翼下部外板２は、本図のようにほぼ平板のもの、あるいは下に若干膨らんだもの、逆に若干上に膨らんだものなどがある。これらのどれを用いるかは、それらの用途によって適宜使用するのが望ましい。いずれの場合にも翼構造体５に支柱、桁、制御装置、高揚力装置などを構造体として組み込むことが可能であり、また、航空機など大きな翼に本発明を使う場合にあっては燃料タンク、高揚力装置、格納スペースなども設けることも可能である。ちなみに本図は後述する図３のとんぼの翅構造の一部を模した翼上部外板１と図７を合体し、その内部を構造体にしてなるものである。本図の翼がいかにして翼として機能するかについて以下のとおり説明する。
【００２５】
図２は、とんぼの右前翅の平面図である。７は前縁脈、８は結節、９は縁紋、１０は透明膜、１１は翅脈、１２は三角室、１３はとんぼの翅である。このようにとんぼの翅１３は大まかにいえば翅脈１１に透明幕１０を張ったようなもので華奢に出来ている。
【００２６】
図３は、図２のA-A線断面図である。図中１３は図２と同様である。とんぼの翅１３の断面図はこのように、想像もつかないような形をしており、このような形でなぜ飛ぶことができるのかと思うほどである。本発明においては、本図のとんぼの翅構造の一部を模した翼上部外板１を要とている。なお、図２のA-A線の切り取り方によっては若干断面の形が変化するので、使用目的に合った部分を模倣して実用化する。
【００２７】
図４は、図３のとんぼの翅１３の断面図により該翅が気流中での作用についての説明図である。図４中、１４は気流、１５は渦で、１３は図３と同様である。とんぼが飛行中、とんぼの翅１３が気流１４の中を図４に向かって左側に飛行すると、気流１４はとんぼの翅１３の上部ではとんぼの翅１３の凹部に大きな渦１５が多数発生してとんぼの翅１３と気流１４は直接触れ合う部分が少ないため摩擦が非常に少なくなり、とんぼの翅１３の上部の気流１４は更に非常に速度が速くなるが、逆にとんぼの翅１３下部では作られる渦１５は小さなものしか発生しないためにとんぼの翅１３の下部気流１４よりも上部気流１４の方が速度が速くなり、ベルヌーイの定理に基づき上方に浮き上がる。また、同時にとんぼの翅１３をはばたかせることにより前方にも進むこととなる。なお、とんぼの翅１３は前後に２対計４枚あるが、全ての翅を別々の筋肉で働かせることが可能であるために自由自在の飛行が可能となっている。通常の航空機では翼の上下を気流１４が流れる場合、気流１４と翼は直接触れ合い、摩擦を生ずることから飛行中にはサーッという音が発生する。しかしながら、とんぼが飛行する場合、その音はほとんど発生しない。これは、前述のように気流１４によって渦１５が発生することにより、少なくともその部分は気流１４ととんぼの翅１３が直接触れ合うのではなく、渦１５があたかもボールベアリングのように回転して両者間の摩擦が減少するため音が極力抑えられていることと、また、気流１４速度も従来の航空機の翼よりも速くなり、従って、揚力も大きくなる。このことから、とんぼの翅１３構造は失速しずらく、揚力の大きなものとなっている。このため、航空機などの翼の上部外板をとんぼの翅１３構造とすると、さらに燃料も少なくすることが可能となるという大きな利点がある。
【００２８】
図５は、航空機の右翼の平面図である。図中、１６は補助翼で、６は図１と同様である。
【００２９】
図６は、図５の航空機の翼のB-B線断面図の一例である。図中、１〜６は図１と同様である。本図で示す翼６の断面図の翼下部外板は平面部が多く比較的低速の航空機や風車によく見られるタイプで広く使用されている。
【００３０】
図７は、図６の航空機の翼６の翼下部形状を持つ外板２の断面図である。図中、２〜４は図６と同様である。また、図１は、本図の翼下部外板２と図３のとんぼの翅１３構造の一部を模した翼上部外板１を合体させたものである。
【００３１】
図８は、図５の翼６のB-B線断面図による説明図である。翼前縁３と翼後縁４を結んだ線の下が膨らんだ翼の例であり、最も一般的な翼の例である。図中、１７は翼弦長、１８は中心線、１９は最大翼厚、２０は最大キャンパ、２１は翼弦線である。１〜４、６は図６と同様である。ここで、通常の航空機等の翼６と比較してみたい。航空機の翼やプロペラ、風力発電の翼、タービン翼、スクリュー、扇風機の羽根、へりコプターやオートジャイロの回転翼、ドローンのプロペラなどをはじめ翼構造が使われている機械は多く存在する。これらに使用されている翼の構造を説明する。本図は、主翼の翼型のモデルと各部の名称である。翼前縁３は翼６の前側のふちを指し、翼後縁４は翼６の後ろ側のふちを指す。翼弦線２１は翼前縁３と翼後縁４を結んだ直線のことであり、この部分の長さは翼弦長１７という。また、翼型は、翼６を翼弦に沿って縦に切った断面のことで翼断面ともいい、流れの速度・粘性などの性質に応じて様々なかたちが存在し、翼６の性能を大きく特徴づける重要な要素となる。中心線１８は、翼６の上面と下面から等しい距離にある点を翼前縁３から翼後縁４まで繋いだ線である。翼厚は、翼の最大の厚さを最大翼厚１９という。キャンバー２０ は、中心線１８の反りの大きさを表すもので、中心線１８と翼弦線２１の差を表す。
【００３２】
また、飛行の際に生ずる迎角、揚力、抗力、失速はそれぞれ次のとおりである。迎角は、翼弦線２１と流れのなす角度で、揚力の大きさは概ね迎え角に比例して増大する。揚力は、翼６に生じる空気力のうち、流れと垂直な成分である。抗力は、翼に生じる空気力のうち、流れと平行な成分をいう。失速 は、翼上面から流れが剥離する現象で、失速状態に陥ると抗力が増大し、揚抗比が小さくなり、また気流の乱れによって安定性が悪化する。上記のことを全て制御して初めて飛行が可能となる。このように航空機や風力発電等の翼は長年の技術革新の積み重ねで現在のものとなっているが、今なお、世界各地でトラブルを起こすことがしばしばある。
【００３３】
図９は図８の翼下部の形状を持つ外板２断面図である。  本図は、通常の航空機の中では厚い翼のものを示す。図中、２〜４は図７と同様である。
【００３４】
図１０は実施例２で、本発明の一実施例であり、図３のとんぼの翅構造の一部を模した翼上部外板１と、図９の翼下部外板２を合体させ、該両外板の内部を構造体とした翼６の断面図である。図中、１〜６は図１と同様である。
【００３５】
図１１は、図５の翼のB-B線断面図で翼下部外板２が上側に反っている翼６の断面図である。この翼６は厚さが薄く高速飛行をする場合に多く見られるものである。図中、１〜６は図６と同様である。
【００３６】
図１２は図１１の翼６の翼下部形状を持つ外板２の断面図である。２〜４は図９と同様である。
【００３７】
図１３は、実施例３で、本発明の一実施例であり、図３のとんぼの翅構造の一部を模した翼上部外板１と、図１２の翼下部外板２を合体させた翼６の断面図である。図中、１〜６は図１０と同様である。
【００３８】
図1４は実施例４であり、本発明の一実施例である。本発明の翼６を取り付けた垂直軸式風力発電用風車の平面図である。図中、２２はブレード、２３は風、２４は回転軸、２５は支持具である。６は図１０と同様である。垂直軸回転式発電用風車の回転軸２４に支持具２５を設け、その先端に本発明のブレード２２（翼６）を設けて風２３の通り道に設置すると、ブレード２２（翼６）は支持具２５とともに回転軸２４を中心として回転するが、通常の同風車と比較すると、風速１ｍ以下の風２３でも軽く回転する。その理由は図４で説明したように、とんぼの翅１３の凹部に出来る渦がボールベアリングのような役割を果たし、風２３とブレード２２（翼６）の間の抵抗を著しく低減させるためである。
【００３９】
図１５は実施例５である。本発明の翼６を取り付けた航空機の一実施例で、更にとんぼと同様に四枚の翼６を取り付けたものの正面図である。図中、２６は垂直尾翼、２７は胴体、２８は水平尾翼で、６は図１０と同様である。本図においては、２対の翼６を前後に配置したもので、前部の１対の翼６は上反角をつけ、後部の１対の翼６は下反角をつけて設置するととんぼと同様にさらに省エネルギーで安定した飛行が出来る。
【００４０】
図１６は図１５の平面図である。図中、６、２６〜２８は図１５と同様である。このとき、水平尾翼２８にも本発明のとんぼの翅構造の一部を模した翼６を用いると浮力が大きくなるとともに安定した飛行が出来る。
【００４１】
図１７は実施例６であり、本発明の一実施例である。風力発電用風車に本発明のブレード２２（翼６）を用いた風車部分の概略図である。図中、６、２２、２４は図1４と同様である。ブレード２２（翼６）に本発明の翼を取り付けたもので、微風でも前述の理由で軽く回転して発電に寄与することが出来る。
【００４２】
図１８は図１７のブレード２２（翼６）のC-C線断面図である。図中、１〜６は図１と同様である。このブレード２２（翼６）は風力発電用風車の規模等によって図１、図１０、図１３のいずれか一を選択出来る。また、設置には、風上側にとんぼの翅構造の一部を模した翼６の翼上部外板１側を向けることが肝要である。
【００４３】
図１９は実施例７であり、本発明の一実施例である。図１０の本発明のブレード２２（翼６）等の端部にウイングチップフェンスを設け、さらにブレード２２（翼６）の翼下部外板１の一部にフクロウの翼にあるセレーションを模した突起を設けたものの右側面図である。図中、２９はウイングチップフェンス、３０は突起である。１〜６は図１８と同様である。一般的に翼６の上方と下方を流れる気流の流速が著しく異なるため圧力差が出来る。このため、翼６の上では翼６の下よりも気圧が低くなる。したがって、飛行中の翼６の下側から上側に渦となって気流が回り込むという現象が起き揚力が減少する原因となる。そこで、この減少を食い止めるため、翼６の端部にウイングチップフェンス２９を設けることにより、揚力の減少がある程度抑えられ効率的になる。このことは、風力発電用風車の翼や、プロペラなどでも同様におきることから、ウイングチップフェンス２９は翼構造を持つものに対しては非常に有効であり、省エネルギーにつながる。なお、ウイングチップフェンス２９に換えてレイクドウイングチップまたは後述のウイングレットを設けても良い。また、ふくろうの翼に並ぶセレーションと呼ばれる細かなやや曲がった櫛のような突起３０は翼６が飛行中に風を切る音を消すので、これを風力発電用風車のブレード２２（翼６）の一部に設けると、近隣住民が現在騒音に悩まされているが緩和されるというメリットがある。この該セレーションは非常に細かなため、図１９〜図２３において記載の該突起３０は理解のため誇張略記してある。
【００４４】
図２０は、図１９の底面図である。図中、２〜４、６、２２、２９、３０は図１９と同様である。なお、本図のウイングチップフェンス２９の一部にも突起３０を設けても良い。
【００４５】
図２１は実施例８で、本発明の一実施例である。。図１０の翼の端部にウイングレットを設けたことを示す右側面図である。図中、３１はウイングレットであり、１〜６、２２、３０は図１９と同様である。本図に使用するウイングレット３１は、図１９の説明と同様に航空機等の翼端に発生する渦が翼６の上では翼６の下側よりも気流の流れが早くなり気圧が低くなるため翼６の下から上に気流が渦となって上側に回りこみ折角の揚力を減少させてしまうが、翼端に本図のようにウイングレット３１を設けると、翼６の上側に回りこむ渦を減少させることが出来るという利点がある。また、本図のブレード２２（翼６）にも図１９と同様に突起３０を設けてある。この突起３０は前述のようにフクロウの翼のセレーションという突起３０で、風切り音を低減するという効果がある。
【００４６】
図２２は、図２１の正面図で翼端部分である。図中、１、２、６、２２、３０、３１は図２１と同様である。本図にあるように、本発明のブレード２２（翼６）端部にウイングレット３１を設けてある。また、翼６とウイングレット３１の下側には図２１と同様に突起３０を設けてある。
【００４７】
図２３は、実施例９で、本発明の一実施例である。図中、１、２、６、２２、３０、３１は図２２と同様で、２４、２５は図１４と同様である。本発明のブレード２２（翼６）に突起３０とウイングレット３１を設けた風力発電用風車の正面図である。本図の風力発電用風車はとんぼの翅構造を生かした効率的なものであるため、微風でも回転して電気エネルギーを生み出すことが可能である。また、ブレード２２（翼６）が２枚であるが、それ以上のブレード枚数を増やすことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のとんぼの翅構造の一部を摸した翼は、強度に優れ、しかも揚力が従来の翼と比較すると圧倒的に大きく、従って微風でも作動することから、飛行機の翼やプロペラ、ヘリコプターの回転翼、水中翼、水力・風力発電の翼、タービンブレードの翼、人力飛行機の翼、翼構造とした飛行船などをはじめとして、ありとあらゆる翼に取って代わることが可能であり、産業上幅広い用途に適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１  翼上部外板
２  翼下部外板
３  翼前縁
４  翼後縁
５  翼構造体
６  翼
７  前縁脈
８  結節
９  縁紋
１０  透明膜
１１  翅脈
１２  三角室
１３  とんぼの翅
１４  気流
１５  渦
１６  補助翼
１７  翼弦長
１８  中心線
１９  最大翼厚
２０  最大キャンパ
２１  翼弦線
２２  ブレード
２３  風
２４  回転軸
２５  支持具
２６  垂直尾翼
２７  胴体
２８  水平尾翼
２９  ウイングチップフェンス
３０  突起
３１  ウイングレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月10日(2015.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図１７は実施例６であり、本発明の一実施例である。風力発電用風車に本発明のブレード２２（翼６）を取り付けた部分説明図で、風下側から見た場合の状態を示している。図中、６、２２、２４は図1４と同様である。ブレード２２（翼６）として回転軸２４に本発明の翼を取り付けたもので、微風でも前述の理由で軽く回転して発電に寄与することが出来る。なお、本説明図を風上側から見た場合、ブレード２２（翼６）の下部外板２が風上側に向くことになる。また、この風力発電用風車を製作する場合は、その規模、設置場所等の違いにより、該ブレード２２（翼６）の長さ、ピッチ角度、ブレード枚数は最適なものを選定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図１８は図１７のブレード２２（翼６）のC-C線断面図である。図中、１〜６は図１と同様である。このブレード２２（翼６）は風力発電用風車の規模等によって図１、図１０、図１３のいずれか一を選択出来る。この場合、本図の上部外板１は風下側となり、下部外板２は風上側となる。また、該ブレード２２（翼６）には前述のピッチ角度がつけられる。