JP2001334986A - 水中翼支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水中翼を船体に取付ける連結部および連結部近
傍の水中翼の負荷を軽減して疲労破壊を未然に防止す
る。 【解決手段】双胴型高速船の左右の船体２と、これら船
体の底部間に取付けられた水中翼１とを具備し、船体２
と水中翼１の連結部に、上下方向に回動自在な回動支持
部材４を設けた。水中翼の連結部を回動自在とすること
で、水中翼に負荷される曲げモーメントを中央部で最大
として、連結部に負荷されないようにし、これにより回
動支持部材の構造を簡略化し、また繰り返し荷重による
疲労破壊を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、双胴型高速船など
において、左右舷側部が支持された水中翼支持装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば双胴型高速船に取付けられて高
速航行時に船体を浮上させ船体抵抗を軽減する水中翼
は、左右の船体底部のデミルハルにボルトなどの固定具
により連結固定されている。この水中翼は、両端が固定
端梁モデルと上下対称に示され、図１０（ａ）に示すよ
うに、舷側方向に一様な等分布荷重(揚力Ｌ)が負荷さ
れ、そのせん断荷重Ｆおよび曲げモーメントＭは、図１
０（ｂ），（ｃ）に示すように、船体との連結部（固定
端）でそれぞれ最大となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、両端が固
定された水中翼では、固定端でせん断荷重Ｆや曲げモー
メントＭが最大となり、固定具に大きな荷重が作用す
る。しかも、荷重の変動が極めて大きく、かつ繰り返し
負荷されるため、固定具や固定部近傍の水中翼が疲労破
壊されることがあった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決して、水中翼の
連結部および連結部近傍の負荷を軽減して疲労破壊を未
然に防止できる水中翼支持装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、船体の底部に配置された水中
翼を舷側方向に所定距離隔てられた少なくとも２点で支
持する水中翼支持装置であって、船体と水中翼との連結
部に、上下方向に所定範囲で回動自在な回動支持部材を
設けたものである。

【０００６】上記構成によれば、水中翼を左右の連結部
で回動支持部材により上下方向に回動自在に支持するの
で、水中翼に負荷される曲げモーメントは、中央部が最
大となり、水中翼の連結部に負荷されることがない。し
たがって、水中翼の連結部が支持する荷重は、揚力によ
る上方への荷重と、水中翼の抗力による船尾方向への荷
重のみとなり、曲げモーメントを考慮する必要がなる。
したがって、連結部を上方向と後方への荷重に対処でき
る構造すればよく、簡単な構造にすることができる。ま
た上下方向の繰り返し荷重が水中翼に負荷されても、回
動支持部材により上下方向の回動を吸収することがで
き、水中翼や回動支持部材などの疲労破壊を未然に防止
することができる。

【０００７】また請求項２記載の発明は、上記構成にお
いて、回動支持部材を、水中翼が連結固定されて船首尾
方向に沿う軸体と、船体に取付けられて前記軸体を船首
尾方向の軸心周りに回動自在に支持する軸受体とで構成
したものである。

【０００８】上記構成によれば、軸体と軸受体からなる
簡単な構成で、上下方向の回動を吸収することができ
る。さらに請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成
において、軸受体を前後にそれぞれ配置するとともに、
前部軸受体および後部軸受体の一方の軸受体を船体側に
一体に設けるとともに、他方を船体側に着脱自在に装着
したものである。

【０００９】上記構成によれば、軸受体を船体側から取
り外すことにより、容易に水中翼を船体から離脱させる
ことができ、水中翼を容易にメンテナンスすることがで
きる。

【００１０】さらにまた請求項４記載の発明は、請求項
１記載の構成において、回動支持部材は、水中翼が連結
固定された翼取付材と、船体に取付けられて前記翼取付
材を保持する翼支持材とを具備し、前記翼取付材および
翼支持材の一方に凸状曲面部を形成するとともに、他方
に前記凸状曲面部に摺動自在に嵌合する凹状受座部を形
成して、翼支持材により翼取付材を船首尾方向の軸心周
りに回動自在に案内するように構成したものである。

【００１１】上記構成によれば、凸状曲面部および凹状
受座部により翼取付材を船体に所定範囲で回動自在に保
持することができ、構造を簡単にすることができる。ま
た請求項５記載の発明は、請求項４記載の構成におい
て、翼取付材を、船尾側および船首側にそれぞれ配置す
るとともに、船尾側および船首側の一方の翼取付材を船
体側に一体に設けるとともに、他方の翼取付材を船体側
に着脱自在に装着したものである。

【００１２】上記構成によれば、翼取付材を船体側から
取り外すことにより、容易に水中翼を船体から離脱させ
ることができ、水中翼を容易にメンテナンスすることが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る水中翼支持
装置の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１４】図１に示すように、たとえばの左右の船体
２，２の底部間の所定位置に、高速航行時に船体２，２
を浮上させ船体抵抗を軽減する水中翼１が本発明に係る
水中翼支持装置を介して配設されている。これら船体
２，２と水中翼１との連結部に設けられた水中翼支持装
置は、水中翼１を船首尾方向の軸心まわりに所定範囲で
回動自在に支持する回動支持部材４により構成されてい
る。

【００１５】図２，図３に示すように、前記回動支持部
材４は、水中翼１が固定された船首尾方向の円柱状の軸
体１１と、この軸体１１の船首側端部（前部）および船
尾側端部（後部）をそれぞれ回転自在に支持する軸受体
１２Ａ，１２Ｂと、軸体１１の上部に摺動自在に嵌合す
る円弧状断面のガイド凹部１３ａが形成された受座ブロ
ック１３とより構成されている。そして、船尾側軸受体
１２Ａは、船体２の底部に固定された翼支持構造物１４
の船尾側から下方に突出する張出部１４ａに一体に内設
されている。また、翼支持構造物１４の背面側には、ボ
ルト１５などの固定具を介して固定ブラケット１６が着
脱可能に装着されており、この固定治具１６に船首側軸
受体１２Ｂが内設されている。さらに、受座ブロック１
３は、翼支持構造物１４で張出部１４ａと固定ブラケッ
ト１６の間に形成された凹部１４ｂの上辺部に着脱自在
に装着されている。したがって、メンテナンス時に固定
ブラケット１６を取り外すことにより、軸受体１１や受
座ブロック１３を分解したり組み立てることができ、水
中翼１のメンテナンスや交換を容易に実施することがで
きる。

【００１６】上記構成によれば、水中翼１を左右の連結
部で水中翼支持装置により船首尾方向の軸心周りに回動
自在に支持するので、水中翼１は、図４（ａ）〜図４
（ｃ）に示すように、自由端支持梁モデルと上下対称で
あり、特に曲げモーメントＭの分布では中央部が最大と
なり、水中翼１の連結部すなわち回動支持部材４に負荷
されることがない。したがって、水中翼１の水中翼支持
部材３が支持する荷重は、揚力Ｌによる上方への荷重
と、水中翼１の抗力による船尾方向への荷重となり、曲
げモーメントＭを考慮する必要がない。これにより、回
動支持部材４は上方向の荷重と後方への荷重に対処でき
る構造すればよく、簡単な構造にすることができる。ま
た上下方向の繰り返し荷重が負荷されて水中翼１が上下
に変形しても、回動支持部材４により上下方向の回動を
吸収することができ、水中翼２や回動支持部材４、翼支
持構造物１４の疲労破壊を未然に防止することができ
る。さらに、翼支持構造物１４に固定ブラケット１６を
着脱自在に装着して軸体１１および受座体１３を配設し
たので、メンテナンス時に水中翼１の着脱を容易に行う
ことができる。

【００１７】なお、上記実施の形態において、図５に示
すように、軸体１１および受座体１３の間および軸体１
１と軸受体１２Ａ，１２Ｂの間に、絶縁部材２１を介在
させることができる。高い荷重が負荷される水中翼１
は、高強度を得るために通常ステンレス製鋼板が使用さ
れる。一方船体の軽量化のためにアルミニウム製の船体
２Ａ，２Ｂが建造されており、アルミニウム製の船体２
Ａ，２Ｂの場合、腐食電位の異なる船体２Ａ，２Ｂと水
中翼１とを直接連結すると腐食が発生しやすくなるが、
前記絶縁部材２１で導通遮断することにより防食効果を
奏することができる。また絶縁部材２１の厚みを船首尾
方向で変化させることにより、水中翼１の取付け角の微
調整が可能となる。

【００１８】次に、水中翼支持装置の第２の実施の形態
を説明する。双胴型高速船の左右の船体２，２の底部間
の所定位置に設けられて、高速航行時に船体２，２を浮
上させ船体抵抗を軽減する水中翼１は、図６，図７に示
す水中翼支持装置を介して支持されている。これら水中
翼支持装置は、水中翼１を船首尾方向の軸心まわりに所
定範囲で回動自在に支持する回動支持部材３２により構
成されている。

【００１９】前記回動支持部材３２は、水中翼が連結固
定された翼取付材３３と、船体２底部の翼支持構造物３
１に設けられて前記翼取付材３３を保持する翼支持材３
４とを具備しており、翼支持材３４は、翼支持構造物３
１の船尾側から下方に伸びる張出部（船尾側の翼取付
材）３４ａと、張出部３４ａから船首側に突出する抱込
み部（船尾側の翼取付材）３４ｂと、翼支持構造物３１
の底部な形成され保持凹部３４ｃと、翼支持構造物３１
の船首側にボルト３６などの固定具により着脱自在に装
着されて翼取付材３３の前方への抜け出しを防止する固
定治具（船首側の翼取付材）３５とで構成されている。

【００２０】保持凹部３４ｃの底面に、船首尾方向の軸
心を中心とする凸状円弧断面の円柱面部（凸状曲面部）
４１が形成され、また翼取付材３３の上面に、円柱面部
４１が摺動自在に嵌合する凹状円弧断面の上面受座部
（凹状受座部）４２が形成されている。また翼取付材３
３の船尾側底面には、円柱面部４１と同一軸心を有する
凸状円弧断面の補助ガイド凸部（凸状曲面部）４３が形
成され、また抱込み部３４ｂにこの補助ガイド凹部４３
に摺動自在に嵌合する凹状円弧断面の補助ガイド凹部部
（凹状受座部）４４が形成されている。このように抱込
み部３４ｂにより補助ガイド凹部４２および補助ガイド
保持部４４を介して翼取付け部材３３がよく支持構造物
３１に所定範囲で揺動自在に支持される。またこの上面
受座部４２および補助ガイド凸部４３により、翼取付材
３４が円柱面部４１および補助ガイド凸部４３を介して
船首尾方向の軸心周りに回動自在に案内されることか
ら、水中翼１を所定の範囲で揺動自在に支持することが
でき、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏するとと
もに、また水中翼１の伸縮にも対応することができる。

【００２１】なお、凸状曲面部および凹状受座部を球面
状に形成することができ、これにより抗力による繰り返
し荷重による船首尾方向の繰り返し荷重を吸収すること
ができる。

【００２２】さらに、水中翼支持装置の第３の実施の形
態を説明する。双胴型高速船の左右の船体２，２の底部
間の所定位置に設けられて高速航行時に船体２，２を浮
上させ船体抵抗を軽減する水中翼１は、図８，図９に示
す水中翼支持装置を介して支持されている。これら水中
翼支持装置は、水中翼１を船首尾方向の軸心周りに所定
範囲で回動自在に支持する回動支持部材５２により構成
されている。

【００２３】前記回動支持部材５２は、水中翼が連結固
定された逆台形状の翼取付材５３と、船体２底部の翼支
持構造物５１に設けられて前記翼取付材５３を保持する
翼支持材５４とを具備している。前記翼支持材５４は、
翼支持構造物５１の船尾側から下方に伸びる張出部（船
尾側の翼取付材）５４ａと、張出部５４ａから船首側下
方に傾斜して伸びる傾斜受部（船尾側の翼取付材）５４
ｂと、張出部５４ａの船尾側で翼取付材５３の上部を保
持する上面保持部（船尾側の翼取付材）５４ｃと、翼支
持構造物５１の船首側にボルト５６などの固定具により
着脱自在に装着されて翼取付材５３の前方への抜け出し
を防止する固定治具（船首側の翼取付材）５５とで構成
されている。

【００２４】翼取付材５３の上面には、船首尾方向の軸
心を中心とする凹状円弧断面の円柱面部（凹状受座部）
６１が形成され、上面保持部５４ｃには、円柱面部６１
に摺動自在に嵌合して保持する凸状円弧断面の上面受座
部（凸状曲面部）６２が形成されている。また傾斜受部
５４ｂに円柱面部６１と同一回動軸心を有する凹状円弧
断面の補助ガイド凹部（凹状受座部）６３が形成され、
一方翼取付材５３に補助ガイド凹部６３に対抗して形成
された傾斜面に、補助ガイド凹部６３に摺動自在に嵌合
する凸状円弧断面の補助ガイド保持部（凸状曲面部）６
４が形成されている。

【００２５】したがって、上記傾斜受部５４ｂと上面保
持部５４ｃと固定治具５５とで水中翼１を翼取付部材５
４を介して所定の範囲で上下方向に回動自在に支持する
ことができ、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏す
るとともに、また水中翼１の伸縮にも対応することがで
きる。

【００２６】なお、円柱面部６１および凹状受座部６２
と、補助ガイド凹部６３および補助ガイド保持部６４と
をそれぞれ球面状に形成することもできる。なお、上記
実施の形態は、双胴型高速船に設けられた水中翼支持装
置で説明したが、単胴型高速船であっても、２点以上の
連結部（支持部）で支持された水中翼に適用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１記載の発明
によれば、水中翼を左右の連結部で回動支持部材により
上下方向に回動自在に支持するので、水中翼に負荷され
る曲げモーメントは、中央部が最大となり、水中翼の連
結部に負荷されることがない。したがって、水中翼の連
結部が支持する荷重は、揚力による上方への荷重と、水
中翼の抗力による船尾方向への荷重のみとなり、曲げモ
ーメントを考慮する必要がなる。したがって、連結部を
上方向と後方への荷重に対処できる構造すればよく、簡
単な構造にすることができる。また上下方向の繰り返し
荷重が水中翼に負荷されても、回動支持部材により上下
方向の回動を吸収することができ、水中翼や回動支持部
材などの疲労破壊を未然に防止することができる。

【００２８】また請求項２記載の発明によれば、軸体と
軸受体からなる簡単な構成で、上下方向の回動を吸収す
ることができる。さらに請求項３記載の発明によれば、
軸受体を船体側から取り外すことにより、容易に水中翼
を船体から離脱させることができ、水中翼を容易にメン
テナンスすることができる。

【００２９】さらにまた請求項４記載の発明によれば、
凸状曲面部および凹状受座部により翼取付材を船体に所
定範囲で回動自在に保持することができ、構造を簡単に
することができる。

【００３０】また請求項５記載の発明によれば、翼取付
材を船体側から取り外すことにより、容易に水中翼を船
体から離脱させることができ、水中翼を容易にメンテナ
ンスすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る双胴型高速船の水中翼支持装置の
第１の実施の形態を示す船体の横断面図である。

【図２】同水中翼支持装置の側面図である。

【図３】図２に示すｄ−ｄ断面図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は同水中翼支持装置の水中翼に
負荷される荷重分布図で、（ａ）は揚力分布図、（ｂ）
はせん断荷重分布図、（ｃ）は曲げモーメント分布図で
ある。

【図５】同水中翼支持装置の変形例を示すｄ−ｄ断面図
である。

【図６】本発明に係る水中翼支持装置の第２の実施の形
態を示す水中翼支持装置の側面図である。

【図７】図６に示すｅ−ｅ断面図である。

【図８】本発明に係る水中翼支持装置の第３の実施の形
態を示す水中翼支持装置の側面図である。

【図９】図８に示すｆ−ｆ断面図である。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は従来の水中翼に負荷される
荷重分布図で、（ａ）は揚力分布図、（ｂ）はせん断荷
重分布図、（ｃ）は曲げモーメント分布図である。

【符号の説明】

１ 水中翼 ２ 船体 ３ 水中翼支持体 ４ 回動支持部材 １１ 軸体 １２Ａ 船尾側軸受体 １２Ｂ 船首側軸受体 １３ 受座体 １３ａ ガイド面 １４ 翼支持構造物 １４ａ 張出部 １５ 固定具 １６ 固定ブラケット ２１ 絶縁部材 ３１ 水中翼支持装置 ３２ 回動支持部材 ３３ 翼取付部材 ３４ 翼支持部材 ３５ 固定治具 ３５ ボルト ４１ 円柱面部 ４２ 上面受座部 ４３ 補助ガイド凹部 ４４ 補助ガイド支持部 ５１ 翼支持構造物 ５２ 回動支持部材 ５３ 翼取付部材 ５４ 翼支持部材 ５５ 固定治具 ６１ 円柱面部 ６２ 上面受座部 ６３ 補助ガイド凹部 ６４ 補助ガイド保持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦田 吏史 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 亀井 前人 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 竹内 良平 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船体の底部に配置された水中翼を舷側方向
   に所定距離隔てられた少なくとも２点で支持する水中翼
   支持装置であって、 船体と水中翼との連結部に、上下方向に所定範囲で回動
   自在な回動支持部材を設けたことを特徴とする水中翼支
   持装置。
2. 【請求項２】回動支持部材を、水中翼が連結固定されて
   船首尾方向に沿う軸体と、船体に取付けられて前記軸体
   を船首尾方向の軸心周りに回動自在に支持する軸受体と
   で構成したことを特徴とする請求項１記載の水中翼支持
   装置。
3. 【請求項３】軸受体を前後にそれぞれ配置するととも
   に、前部軸受体および後部軸受体の一方の軸受体を船体
   側に一体に設けるとともに、他方を船体側に着脱自在に
   装着したことを特徴とする請求項２記載の水中翼支持装
   置。
4. 【請求項４】回動支持部材は、水中翼が連結固定された
   翼取付材と、船体に取付けられて前記翼取付材を回動自
   在に保持する翼支持材とを具備し、 前記翼取付材および翼支持材に、凸状曲面部と、凸状曲
   面部に摺動自在に嵌合する凹状受座部とを形成して、翼
   支持材により翼取付材を上下方向に回動自在に案内する
   ように構成したことを特徴とする請求項１記載の水中翼
   支持装置。
5. 【請求項５】翼取付材を、船尾側および船首側にそれぞ
   れ配置するとともに、船尾側および船首側の一方の翼取
   付材を船体側に一体に設けるとともに、他方の翼取付材
   を船体側に着脱自在に装着したことを特徴とする請求項
   ４記載の水中翼支持装置。