JPH06270879A - 二相間船舶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 波による抵抗と動揺を最小限に抑えて船舶が
航走し、旋回する際には水抵抗以外の向心力も船体に働
く。 【構成】 船体に、浮力を発生するフロートによって水
面と接触する水上用懸架装置、船体を浮揚させる主翼、
向心力を発生する旋回翼、垂直尾翼、および水平尾翼を
取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車と航空機の技術
を用いて水上を航走する船舶に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の排水量型船舶は、船体の浮力によ
って浮揚し、水抵抗を向心力として旋回し、その停泊場
所は水上であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、船舶が波の
影響を最小限に抑えて航走し、水抵抗以外の力も向心力
とし、その停泊場所を陸上とすることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、航走に関しては、水上用懸架装置、主
翼、補助翼、空中旋回翼、水中旋回翼、空中垂直尾翼、
水中垂直尾翼、および水平尾翼を、水上用懸架装置可変
機構に関しては、油圧機構とブレーキを、短距離離着水
機構に関しては、浮揚用ジェットエンジンと補助翼を、
陸上停泊に関しては、船体支持装置と位置決め装置を有
するトレーラー、ブラケット、ガイドベルト、および船
体前端特殊構造を用意する。

【０００５】

【作用】本発明に係る船舶が航走中は、水上用懸架装置
のフロートは水面の凹凸に追従してスプリングをたわま
せ、ダンパーを伸縮させる。主翼は揚力を発生して船体
が排水しないように船体を浮揚させる。補助翼は主翼の
揚力を高める。水平尾翼は揚力を発生して主翼の迎え角
を変え、主翼の揚力を制御する。

【０００６】本発明に係る船舶が旋回中は、空中垂直尾
翼と水中垂直尾翼は揚力を発生して船体の進行方向を変
える。空中旋回翼と水中旋回翼は揚力を発生して船体に
向心力をおよぼす。フロートは水抵抗を受けて船体に向
心力をおよぼす。補助翼は、旋回翼の揚力による傾斜モ
ーメントとフロートが受ける水抵抗による傾斜モーメン
トの和を打ち消すようにモーメントを発生する。

【０００７】水上用懸架装置可変機構においては、油圧
機構はスプリング基礎部を移動または回転させ、ブレー
キはフロートの運動を制止する。

【０００８】短距離離着水機構においては、浮揚用ジェ
ットエンジンは船体を浮揚させ、補助翼は推進用エンジ
ンおよび水平尾翼の舵と協調して船体のバランスをと
る。

【０００９】陸上停泊を行うために、ガイドベルトと船
体前端特殊構造は位置決め装置の基準となり、位置決め
装置はブラケットと船体支持装置の結合を補助し、ブラ
ケットと船体支持装置は船体とトレーラーの一体化を媒
介し、トレーラーは船舶の陸上移動手段となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を中心にして説
明する。

【００１１】図１は水上用懸架装置の実施例を示す。実
施例の具体的内容は該当する請求項の記載により理解さ
れる。図中で「○」は軸受けである。リンク型アームの
構成例としてパンタグラフ型アームがあり、図２、図３
はそれぞれ、二軸パンタグラフ型アーム、一軸パンタグ
ラフ型アームを立体的に示す。図１のリンク型アーム２
は二軸パンタグラフ型アームである。アーム９はピボッ
ト１０を軸として回転する。連結される、または向かい
合うアーム間にラバー圧縮による角度制限機構を設け
る。本例では、リンク型アーム２の一つは図４で示され
る二本のトレーリングアーム３の間に収められている。

【００１２】請求項２の水上用懸架装置において、ロッ
ド４とレバー機構５を介さずに、スプリング・ダンパー
系を作用させることができる。例えば、スプリング・ダ
ンパーのユニットを直接フロート１で作用させるやり
方、スプリング・ダンパーのユニットをリンク型アーム
２で作用させるやり方、トーションバーとダンパーをリ
ンク型アーム２で作用させるやり方、あるいはトーショ
ンバーをアームとロッド４で作用させるやり方がある。
トーションバーとダンパーを二軸パンタグラフ型アーム
で作用させる場合、二軸パンタグラフ型アームの二本の
軸に二本のトーションバーを対応させ、両トーションバ
ーの固定部を二本のアームとタイロッドで連結し、両ト
ーションバーのねじり部を二本のアームとダンパーで連
結する。

【００１３】請求項３の水上用懸架装置において、トレ
ーリングアームを省略し、フロートの前端を船体に自由
に回転できるように取付けると、そのピボットはトレー
リングアームの機能を果たす。この場合、フロートの側
面形状は、例えば、半月キー状にする。設計上の余裕が
あれば、ピボットの位置は、半月キーにおいてその端部
を延長した形状、すなわち、たとえて言えば逆さにした
野球帽のつばの前端とする。フロートは一種のレバー機
構となる。滑走艇の要素を取入れてフロートを設計すれ
ば、主翼の面積を小さくすることができる。

【００１４】請求項４の水上用懸架装置において、フロ
ート前端のピボットの剛性を十分に高めれば、リンク型
アームは省略可能である。

【００１５】スプリング・ダンパー系はアクティブなも
のでもよい。水上用懸架装置のスプリングの無荷重点を
リンク型アーム２で定まるストロークゾーンの下端に対
応させた場合、ロッド４はプッシュロッドとなる。フロ
ート１はこのストロークゾーンの上端と下端の間で振動
させる。水上用懸架装置の信頼性を高めたい場合は、水
上用懸架装置が取付けられる部分の構造部材をフロート
側面に延長してこれをフロートサイドカバー兼フロート
ガイドとし、さらに、このフロートガイドのトレーリン
グアーム船体側ピボットを中心とする円弧に沿って設け
た矩形グルーブによってトレーリングアームフロート側
ピボットをガイドする。トレーリングアームフロート側
ピボットには、矩形グルーブの底と接触して抗力を発生
する回転体を付加する。このトレーリングアームフロー
ト側ピボットガイドは、旋回時はリンク型アーム２の機
能を補助し、非常時にはトレーリングアーム３の機能を
有するトレーリング機構となる。トレーリングアーム３
がフロート１の側方に位置する場合は、フロートガイド
にはトレーリングアーム３が運動する扇形のスペースを
設ける。フロートサイドカバーが形成するシリンダーの
内部をフロート１が運動することによって発生するエア
ーダンパー効果によって、シリンダー内への水の侵入を
ある程度抑えることができる。塩害対策は、エアーダン
パー効果、フレキシブルカバーの装着、防食塗料の塗
布、材質の吟味、および洗浄である。ストロークの下端
付近でフロート上縁部がフロートサイドカバーからはみ
出る場合、すなわち、フロート１の高さが最大ストロー
クより小さい場合は、フロート上縁部にスカートを設け
てフロート１の見かけの高さを増す。フロート１は流体
力学的に抵抗が小さく、波の処理を考慮した形状とし、
その数は二つ以上とする。フロートまたは直列フロート
の中心は船体の重心の近くに配置する。フロート１は、
旋回時に傾斜モーメントのバランスをとることができる
ように、かつ満載重量を考慮して設計する。水上用懸架
装置は主翼１３に取付けてもよい。水上用懸架装置に振
動計をストロークセンサーおよび接水センサーとして取
付け、この振動計の出力に基づいて水上用懸架装置可変
機構と船舶の操縦系を制御し、航走モードを維持する。

【００１６】図５は本発明に係る船舶の実施例の平面
図、図６は同側面図、図７は同正面図である。実施例の
具体的内容は該当する請求項の記載により理解される。

【００１７】請求項９の船舶において、主翼の揚力を高
める補助翼とモーメントを発生する補助翼は兼用が可能
である。例えば、フラッペロンがある。また、水平尾翼
は舵を備えていなくてもよい。例えば、フライングテー
ルがある。

【００１８】本船舶が航走中は、船舶の重量は主翼１３
の揚力とフロート１の浮力によってささえられている。
速度が一定の場合、主翼１３の面積を大きくすればフロ
ート１の排水量を小さくすることができる。また、主翼
１３の面積が一定の場合、速度を大きくすればフロート
１の排水量を小さくすることができる。本船舶が旋回中
は、向心力は、旋回翼１５・１８の揚力の水平成分、主
翼１３の揚力の水平成分、フロート１が受ける水抵抗、
およびその他の各々の旋回半径成分の和であり、船体の
Ｘ軸の方向には、旋回翼１５・１８の揚力による傾斜モ
ーメント、フロート１が受ける水抵抗による傾斜モーメ
ント、補助翼１４によるモーメント、およびフロート１
の浮力によるモーメント（復原力）が発生する。フロー
ト１に向心力を発生させずに旋回したい場合は、船体の
速度ベクトルと船体のＸ軸（船首尾線）を重ねる、すな
わち、偏角を０にする船体のＺ軸の方向のモーメントが
発生するように、方向舵を操作する。旋回性能よりも直
進性能に重きを置く場合は、水中旋回翼１８と水中垂直
尾翼１９は省略してもよい。船体０は完全に空中に浮揚
する必要はなく、一部が水中にあってもよい。主翼１３
の揚力の中心と旋回翼１５・１８の揚力の中心は船体の
重心の近くに配置する。本船舶が停止中は、船舶の重量
は船体０の浮力とフロート１の浮力によってささえられ
ている。停止の状態から加速する場合は、補助翼１４に
よって主翼１３の揚力を高め、船体下端が水面から離れ
る速度を小さくする。減速して停止する場合は、補助翼
１４によって主翼１３の揚力を高め、船体下端が水面に
着く速度を小さくする。

【００１９】水上用懸架装置可変機構の実施例の具体的
内容は該当する請求項の記載により理解される。水上用
懸架装置可変機構は、航走、揚陸、いずれにおいても有
効に機能させることができる。航走時は、波の状態と航
走状況に応じてスプリング基礎部８を適当量移動または
回転させて、水上用懸架装置の作用態様を変える。例え
ば、不完全接水モードでは、全ての水上用懸架装置のス
プリングの無荷重点をストロークゾーンの下端より上の
点に対応させる。揚陸時は、スプリング基礎部８を最大
限移動または回転させてフロート１を最高位置に上げた
後、ブレーキを作動させてフロート１を固定する。トー
ションバーを二軸パンタグラフ型アームで作用させる場
合、水上用懸架装置可変機構の油圧アクチュエーターは
タイロッドの位置に配置する。

【００２０】短距離着水機構の実施例の具体的内容は該
当する請求項の記載により理解される。短距離離着水機
構は、短距離で、停止の状態から接水モードへ、または
接水モードから停止の状態へ移りたい場合に機能させ
る。ジェットエンジンの噴出ガスを送り込むと、浮揚力
の他に、頭上げモーメントが発生する。頭上げモーメン
トは推進用エンジンと主翼の揚力によって打消す。主翼
の揚力は水平尾翼の舵と補助翼によって制御する。ジェ
ットエンジンは、主翼の付け根、船体側部、かつ船体の
重心の前に、前傾させて配置する。補助翼の後縁部は極
力水面に近づける。船体が座礁した場合は、請求項１５
において定義された空間の前部開口面を他物で覆い、浮
揚力を高める。

【００２１】図８は揚陸機構の実施例を示す。水上浮揚
体として船舶を考える。実施例の具体的内容は該当する
請求項の記載により理解される。

【００２２】請求項１６の揚陸機構において、水上浮揚
体の種類によっては、位置決め装置と、それに関連した
装置・工夫は省略可能である。また、船体支持柱３４を
縮めずに揚陸することも可能である。

【００２３】緩衝吸盤２４を船体前端鉛直面２２に吸着
させた後、トレーラー３６の油圧アクチュエーターと空
気圧アクチュエーターを作動させるために、船体０の電
気システムを船体前端鉛直面２２を通してトレーラー３
６に延長する。揚陸作業においては、船体支持柱３４の
長さは全て同じでなければならない。船体支持柱３４を
縮める場合、ブラケット固定装置のレバー機構３２が破
損するのを防ぐため、ブラケット２０の固定は、縮めて
いる間は半固定とし、縮めた後完全固定とする。緩衝吸
盤２４と位置決めアクチュエーター２９の解放の手段と
しては手動解放の他に、油空圧による自動解放がある。
船体支持柱３４は伸縮式または固定式とする。ブラケッ
ト２０は、引込み式、固定式、着脱式、または伸縮式と
する。トレーラー３６の船体０への接近が容易でない場
合は、船体０またはトレーラー３６に補助ガイドを設け
る。例えば、船体下端にＶ型のレールを設け、これと車
体上部のＶ型の溝を合わせる。降水作業は揚陸作業と逆
の手順で行う。

【００２４】推進器は水中推進器と空中推進器の併用が
望ましい。低速時は水中推進器を、高速時は空中推進器
を用いる。

【００２５】準船舶とは、水面に接することなく、水面
を束縛面として航走する移動体を指す。

【００２６】

【発明の効果】水上用懸架装置を有する船舶において
は、波による動揺は従来の船舶に比して大幅に減少し、
水上を安定航走することができる。

【００２７】本発明に係る船舶においては、排水する部
分は水上用懸架装置のフロートと水中翼だけであり、し
かも主翼の作用によってフロートの排水量は最小限に抑
えられる。したがって、波による抵抗と動揺は従来の船
舶に比して大幅に減少し、水上を高速で安定航走するこ
とができる。また、水中翼を省略した場合は、水深が浅
くても航走可能である。

【００２８】本発明に係る船舶においては、旋回中は、
水抵抗の他に旋回翼の揚力が向心力として働き、補助翼
とフロートの作用によって船体の横傾斜は許容限度内に
抑えられる。したがって、従来の船舶に比して旋回性能
が向上する。

【００２９】水上用懸架装置可変機構を機能させること
により、本発明に係る船舶は安全かつ経済的に航走する
ことができる。複数の水上用懸架装置可変機構を操作す
ることにより船体の姿勢と排水量を変えることができ、
フロートを最高位置に保つことができるので、揚陸・陸
上停泊を安全・確実に行うことができる。

【００３０】短距離離着水機構を機能させることによ
り、本発明に係る船舶の船体は短距離で離着水する。し
たがって、波による動揺を避けて速やかに巡航速度また
は停止の状態に達することができる。特に、波高が高い
場合は効果的である。また、船体が座礁した場合、脱出
が容易である。

【００３１】揚陸機構を用いれば船舶と飛行艇は陸上停
泊が可能となり、その結果、人荷の移動と保守・整備を
陸上で行うことができ、港湾の効率的利用が可能とな
る。また、海藻が船体に付着しないので、有毒性の防藻
塗料は不要となる。

【００３２】本発明に係る船舶においては、排水モー
ド、接水モード、非接水モードという三種類の航走モー
ドが可能である。さらに接水モードは、完全接水モー
ド、不完全接水モードに分かれる。排水モードでは船体
が排水する。完全接水モードでは、船体は排水せず、フ
ロートは常に波面に追従する。不完全接水モードでは、
船体は排水せず、フロートは波面の頂部付近にしか追従
しない。非接水モードでは、船体とフロートは接水せ
ず、フロートはブレーキによって固定される。接水モー
ドは巡航速度における航走モードであり、非接水モード
は緊急時の航走モードである。不完全接水モードにおい
ては、波高に影響されずに航走することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の公開においては原理の理解を第一とし
ているので、製図法によらずに作図した。水上用懸架装
置の実施例を示す図である。

【図２】二軸パンタグラフ型アームを示す斜視図であ
る。

【図３】一軸パンタグラフ型アームを示す斜視図であ
る。

【図４】トレーリングアームを示す図である。

【図５】本発明に係る船舶の実施例を示す平面図であ
る。

【図６】本発明に係る船舶の実施例を示す側面図であ
る。

【図７】本発明に係る船舶の実施例を示す正面図であ
る。

【図８】揚陸機構の実施例を示す図である。

【符号の説明】

０ 船体 １ フロート ２ リンク型アーム ３ トレーリングアーム ４ ロッド ５ レバー機構 ６ スプリング・ダンパーのユニット ７ ピボット ８ スプリング取付け部（スプリング基礎部） ９ アーム １０ ピボット １１ フロート側軸受け １２ 船体側軸受け １３ 主翼 １４ 補助翼 １５ 空中旋回翼 １６ 空中垂直尾翼 １７ 水平尾翼 １８ 水中旋回翼 １９ 水中垂直尾翼 ２０ ブラケット ２１ ガイドベルト ２２ 船体前端鉛直面 ２３ ノーズコーン ２４ 緩衝吸盤 ２５ 緩衝吸盤取付け部 ２６ 固定用ピン ２７ 回転用ピボット ２８ 緩衝吸盤支持柱 ２９ 位置決めアクチュエーター ３０ 位置決めアクチュエーター支持柱 ３１ 油圧アクチュエーター ３２ レバー機構 ３３ 油圧アクチュエーター ３４ 船体支持柱 ３５ 車輪 ３６ トレーラー

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮力を発生するフロート、フロートの軸
   に垂直な方向のフロートの運動を規制するパンタグラフ
   型アーム、フロートの軸の方向のフロートの運動を規制
   するトレーリングアーム、フロートの上下の動きをレバ
   ー機構に伝えるプッシュロッド、プッシュロッドの上下
   の動きを方向を変えてスプリングに伝えるレバー機構、
   スプリング、およびダンパーを構成要素とすることを特
   徴とする水上用懸架装置
2. 【請求項２】 浮力を発生するフロート、フロートの軸
   に垂直な方向のフロートの動きを規制するリンク型アー
   ム、フロートの軸を含む平面におけるフロートの動きを
   規制するトレーリングアーム、フロートの運動をレバー
   機構に伝えるロッド、ロッドの運動をスプリング・ダン
   パー系に伝えるレバー機構、スプリング、およびダンパ
   ーを構成要素とすることを特徴とする水上用懸架装置
3. 【請求項３】 フロート、リンク型アーム、トレーリン
   グアーム、スプリング、およびダンパーを構成要素とす
   ることを特徴とする水上用懸架装置
4. 【請求項４】 フロート、リンク型アーム、スプリン
   グ、およびダンパーを構成要素とすることを特徴とする
   水上用懸架装置
5. 【請求項５】 フロート、スプリング、およびダンパー
   を構成要素とすることを特徴とする水上用懸架装置
6. 【請求項６】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、または請求項５の水上用懸架装置を有する船舶
7. 【請求項７】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
   ４、または請求項５の水上用懸架装置を有する準船舶
8. 【請求項８】 船体をその揚力で浮揚させる主翼、主翼
   の揚力を高める主翼の補助翼、船体のＸ軸の方向のモー
   メントを発生する主翼の補助翼、船体が旋回する際向心
   力を発生する空中旋回翼、船体が旋回する際向心力を発
   生する水中旋回翼、方向舵を備えた空中垂直尾翼、方向
   舵を備えた水中垂直尾翼、および水平舵を備えた水平尾
   翼を有する請求項６の船舶
9. 【請求項９】 船体をその揚力で浮揚させる主翼、主翼
   の揚力を高める補助翼、モーメントを発生する補助翼、
   向心力を発生する旋回翼、舵を備えた垂直尾翼、および
   舵を備えた水平尾翼を有する請求項６の船舶
10. 【請求項１０】 主翼、旋回翼、補助翼、垂直尾翼、水
    平尾翼、および舵を有する請求項６の船舶
11. 【請求項１１】 主翼、旋回翼、補助翼、垂直尾翼、水
    平尾翼、および舵を有する請求項７の準船舶
12. 【請求項１２】 水上用懸架装置において、スプリング
    取付け部を油圧アクチュエーターで移動させて水上用懸
    架装置の作用態様を変え、レバー機構のピボットまたは
    リンク型アームのピボットに設けたブレーキによってフ
    ロートを固定することを特徴とする水上用懸架装置可変
    機構
13. 【請求項１３】 水上用懸架装置において、トーション
    バー固定部を油圧アクチュエーターとアームで回転させ
    て水上用懸架装置の作用態様を変え、トーションバーね
    じり部またはリンク型アームのピボットに設けたブレー
    キによってフロートを固定することを特徴とする水上用
    懸架装置可変機構
14. 【請求項１４】 水上用懸架装置において、空気スプリ
    ングの空気室の容積を変えて水上用懸架装置の作用態様
    を変え、レバー機構のピボットまたはリンク型アームの
    ピボットに設けたブレーキによってフロートを固定する
    ことを特徴とする水上用懸架装置可変機構
15. 【請求項１５】 水上用懸架装置を有する船舶または準
    船舶において、水面、水上用懸架装置、船体、主翼、お
    よび補助翼が形成する空間にジェットエンジンの噴出ガ
    スを送り込んで船体を浮揚させる力を発生し、推進用エ
    ンジンと主翼の揚力によって船体のバランスをとること
    を特徴とする短距離離着水機構
16. 【請求項１６】 水上浮揚体において、断面がコの字型
    で水上浮揚体支持性の頂部と接する面に水上浮揚体支持
    柱の頂部円柱状突起を通す穴があいているブラケット
    と、位置決めアクチュエーター支持柱をガイドするガイ
    ドベルトを水上浮揚体側面に設け、水上浮揚体前端を鉛
    直面とし、これを覆うノーズコーンを設け、一方、穴と
    栓を有する緩衝吸盤が固定・回転式の緩衝吸盤取付け部
    によって取付けられている伸縮可能な緩衝吸盤支持柱
    と、位置決めアクチュエーターが取付けられている伸縮
    可能な位置決めアクチュエーター支持柱と、油圧アクチ
    ュエーターとレバー機構から成るブラケット固定装置と
    頂部円柱状突起を有する油圧アクチュエーターによって
    伸縮可能な水上浮揚体支持柱と、油空圧システムを有す
    る、水上での浮揚においてはその車体上部が満載時の水
    上浮揚体の下端より下にあるトレーラーを用意し、この
    トレーラーの穴に栓をした緩衝吸盤の高さを水上浮揚体
    前端鉛直面の基準点に合わせ、位置決めアクチュエータ
    ーの高さをガイドベルトの基準線に合わせた後、トレー
    ラーをノーズコーンをはずした水上浮揚体に接近させて
    緩衝吸盤を水上浮揚体前端鉛直面に吸着させ、位置決め
    アクチュエーターを作動させてブラケットの穴と水上浮
    揚体支持柱頂部の円柱状突起の軸を合わせ、次に、水上
    浮揚体支持柱を伸ばして円柱状突起をブラケットの穴に
    合わせ、円柱状突起と穴の間にスペーサーを挿入し、ブ
    ラケット固定装置の油圧アクチュエーターを作動させて
    ブラケットを水上浮揚体支持柱頂部とレバー機構で挟ん
    だ後、緩衝吸盤と位置決めアクチュエーターを水上浮揚
    体から解放し、水上浮揚体支持柱を縮め、この状態でト
    レーラーを牽引して陸上に移動させることによって水上
    浮揚体を揚陸させることを特徴とする揚陸機構
17. 【請求項１７】 水上浮揚体に被支持部を設け、一方、
    この被支持部をその頂部に固定する装置を有する水上浮
    揚体支持部を有する車両を用意し、この車両を水上浮揚
    体の所定の位置に接近させた後に、水上浮揚体支持部ま
    たは被支持部を伸ばして水上浮揚体支持部の頂部と被支
    持部を合わせ、次に被支持部を水上浮揚体支持部の頂部
    に固定し、この状態で車両を陸上に移動させることによ
    って水上浮揚体を揚陸させることを特徴とする揚陸機構