JP2022144227A - 水上移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】本体部を水面から浮上させるための揚力を効率よく発生させることが可能な水上移動体を提供する。
【解決手段】本体部を水面から浮上させた状態で移動する水上移動体は、前記水上移動体の左右方向に沿って配置され、互いに独立して仰角を変更可能に前記本体部に設けられた第１水中翼および第２水中翼と、前記第１水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第１推進ユニットと、前記第２水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第２推進ユニットと、を備え、前記第１水中翼の周りの水流と前記第１推進ユニットで生じる水流とを分離するための第１隔壁が前記第１水中翼と前記第１推進ユニットとの間に設けられており、前記第２水中翼の周りの水流と前記第２推進ユニットで生じる水流とを分離するための第２隔壁が前記第２水中翼と前記第２推進ユニットとの間に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水上移動体に関するものである。

特許文献１には、波の影響による船体の揺れが低減されるように、船体を水面から浮上させた状態で航行する船舶が開示されている。特許文献１に開示された船舶は、船体の前部および後部にそれぞれ固定された水中翼と、後部の水中翼の側部に固定されたプロペラを有し、当該プロペラの回転駆動を制御することにより船体を上下方向に昇降させることができる。また、当該船舶は、推進機の後方に舵を有し、プロペラが生み出す水流の向きを舵によって変えることで、進行方向を変えることができる。

実用新案登録第３１７２４５９号公報

船体（本体部）を水面から浮上させた状態で航行する船舶（水上移動体）では、船体を水面から浮上させるための揚力を水中翼に効率よく発生させることが望まれる。

そこで、本発明は、本体部を水面から浮上させるための揚力を効率よく発生させることが可能な水上移動体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての水上移動体は、本体部を水面から浮上させた状態で移動する水上移動体であって、前記水上移動体の左右方向に沿って配置され、互いに独立して仰角を変更可能に前記本体部に設けられた第１水中翼および第２水中翼と、前記第１水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第１推進ユニットと、前記第２水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第２推進ユニットと、を備え、前記第１水中翼の周りの水流と前記第１推進ユニットで生じる水流とを分離するための第１隔壁が前記第１水中翼と前記第１推進ユニットとの間に設けられており、前記第２水中翼の周りの水流と前記第２推進ユニットで生じる水流とを分離するための第２隔壁が前記第２水中翼と前記第２推進ユニットとの間に設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、本体部を水面から浮上させるための揚力を効率よく発生させることが可能な水上移動体を提供することができる。

水上移動体を示す模式図 第１実施形態の水上移動体を斜め前方から見た図 第１実施形態の水上移動体における第１水中翼および第２水中翼、その周囲構成を後方から見た図 水中翼の角度ωＹと仰角αとの関係を説明するための図 水上移動体の制御ブロック図 船体の姿勢を制御するための各推進機の出力関係を示す図 第２実施形態の水上移動体を斜め前方から見た図 第２実施形態の水上移動体における第１水中翼および第２水中翼、その周囲構成を後方から見た図

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の水上移動体１００について、図１～図３を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の水上移動体１００を示す模式図であり、水上移動体１００を側方から見た図である。図２は、第１実施形態の水上移動体１００を斜め前方から見た図であり、船体１０の上側を省略している。また、図３は、第１実施形態第１水中翼２１および第２水中翼２２、その周囲構成を後方から見た図である。図中における矢印Ｘ、Ｙ、Ｚはそれぞれ、水上移動体１００の前後方向、左右方向（幅方向）、上下方向を示しており、＋Ｘ方向が水上移動体１００の進行方向（前方向）である。

本実施形態の水上移動体１００は、乗員や荷物が搭載される船体１０（本体部）を水面ＷＳから浮上させた状態で移動することができる船舶である。このような構成により、波の影響などによる船体１０の揺れを低減することができる。ここで、本実施形態では、水上移動体１００として船舶を例示して説明するが、本実施形態の水上移動体１００の構成は、１人乗り用の小型ボードやサーフボードなどにも適用することができる。例えば、水上移動体１００は、その操縦者が本体部に着座可能に構成されてもよいし、操縦者が本体部に立ち乗りやうつ伏せなど他の姿勢で搭乗するように構成されてもよい。

本実施形態の水上移動体１００は、第１水中翼２１および第２水中翼２２を備える。第１水中翼２１および第２水中翼２２は、船体１０の下方における船体１０の前部に設けられており、船体１０の下部（下面）に取り付けられた第１支持部材４１によって支持されている。また、第１水中翼２１および第２水中翼２２は、左右方向（Ｙ方向）に沿って並ぶように配置され、互いに独立して仰角を変化可能に構成されている。本実施形態の場合、第１水中翼２１は、船体１０の下方における第１支持部材４１の右側（－Ｙ方向側）に配置されており、第２水中翼２２は、船体１０の下方における第１支持部材４１の左側（＋Ｙ方向側）に配置されている。即ち、第１水中翼２１および第２水中翼２２は、左右方向において第１支持部材４１を挟むように配置される。そして、第１水中翼２１および第２水中翼２２は、所定の角度範囲内において、左右方向に平行な回動軸Ａ－Ａの周りに互いに独立して回動可能に（即ち、当該軸周りの角度ωＹを互いに独立して変更可能に）第１支持部材４１によって支持されている。

第１水中翼２１の端部には、推進力を発生する第１推進ユニット３１が設けられている。本実施形態の場合、第１推進ユニット３１は、左右方向における第１水中翼２１と第１支持部材４１との間、即ち、第１水中翼２１における第２水中翼２２側の端部に配置される。また、第１推進ユニット３１は、上下方向において第１水中翼２１より上側に配置された第１上側推進機３１Ｕと、上下方向において第１水中翼２１より下側に配置された第１下側推進機３１Ｌとを含みうる。第１上側推進機３１Ｕは、上下方向において第１水中翼２１の回動軸Ａ－Ａより上側に配置されおり、第１下側推進機３１Ｌは、上下方向において第１水中翼２１の回動軸Ａ－Ａより下側に配置されていると理解されてもよい。第１上側推進機３１Ｕおよび第１下側推進機３１Ｌの各々は、例えば、モータＭとその回転軸に取り付けられたプロペラＰとを有する電動式の推進機であり、モータＭに供給される電力に応じてプロペラＰの回転速度を変化させることにより推進力を変化させることができる。

左右方向における第１水中翼２１と第１推進ユニット３１（第１上側推進機３１Ｕ、第１下側推進機３１Ｌ）との間には、第１水中翼２１の周りの水流と第１推進ユニット３１で生じる水流とを分離（隔離）するための第１隔壁５１が設けられている。この第１隔壁５１を設けることにより、第１水中翼２１は、第１推進ユニット３１で生じる水流の影響を受けづらくなるため、揚力を効率よく発生させることが可能となる。本実施形態の場合、第１隔壁５１は、第１水中翼２１に連結されており、第１水中翼２１とともに回動可能に構成される。第１隔壁５１は、上下方向において、第１上側推進機３１Ｕより上側に位置する上端と、第１下側推進機３１Ｌより下側に位置する下端とを有するように構成されうる。また、第１推進ユニット３１（第１上側推進機３１Ｕ、第１下側推進機３１Ｌ）は第１隔壁５１に連結されており、第１水中翼２１は、第１水中翼の回動軸Ａ－Ａに沿って延設された第１延設部材５１ａを介して、第１支持部材４１により回動可能に支持される。第１延設部材５１ａは、第１水中翼２１と第１支持部材４１とを連結する部材であり、上下方向において第１上側推進機３１Ｕと第１下側推進機３１Ｌとの間に配置されうる。本実施形態の場合、第１延設部材５１ａは、板形状に構成されているが、第１水中翼２１が発生する水流に影響のないような形状であることが好ましく、例えば円筒形状や円柱形状などの他の形状に構成されてもよい。

上記の第１推進ユニット３１を有する第１水中翼２１では、第１上側推進機３１Ｕと第１下側推進機３１Ｌとの出力差（推進力差）に応じて、仰角（左右方向に平行な軸周りの角度ωＹ）が受動的に変化しうる。一例として、第１上側推進機３１Ｕの出力（推進力）より第１下側推進機３１Ｌの出力（推進力）を大きくすることにより、仰角αが大きくなるように第１水中翼２１の角度ωＹを変化させることができる。一方、第１上側推進機３１Ｕの出力（推進力）より第１下側推進機３１Ｌの出力（推進力）を小さくすることにより、仰角αが小さくなるように第１水中翼２１の角度ωＹを変化させることができる。なお、水中翼（第１水中翼２１、第２水中翼２２）の角度ωＹと仰角αとの関係は図４に示すとおりである。

同様に、第２水中翼２２の端部には、推進力を発生する第２推進ユニット３２が設けられている。本実施形態の場合、第２推進ユニット３２は、左右方向における第２水中翼２２と第１支持部材４１との間、即ち、第２水中翼２２における第１水中翼２１側の端部に配置される。また、第２推進ユニット３２は、上下方向において第２水中翼２２より上側に配置された第２上側推進機３２Ｕと、上下方向において第２水中翼２２より下側に配置された第２下側推進機３２Ｌとを含みうる。第２上側推進機３２Ｕは、上下方向において第２水中翼２２の回動軸Ａ－Ａより上側に配置されおり、第２下側推進機３２Ｌは、上下方向において第２水中翼２２の回動軸Ａ－Ａより下側に配置されていると理解されてもよい。第２上側推進機３２Ｕおよび第２下側推進機３２Ｌの各々は、例えば、モータＭとその回転軸に取り付けられたプロペラＰとを有する電動式の推進機であり、モータＭに供給される電力に応じてプロペラＰの回転速度を変化させることにより推進力を変化させることができる。

左右方向における第２水中翼２２と第２推進ユニット３２（第２上側推進機３２Ｕ、第２下側推進機３２Ｌ）との間には、第２水中翼２２の周りの水流と第２推進ユニット３２で生じる水流とを分離（隔離）するための第２隔壁５２が設けられている。この第２隔壁５２を設けることにより、第２水中翼２２は、第２推進ユニット３２で生じる水流の影響を受けづらくなるため、揚力を効率よく発生させることが可能となる。本実施形態の場合、第２隔壁５２は、第２水中翼２２に連結されており、第２水中翼２２とともに回動可能に構成される。第２隔壁５２は、上下方向において、第２上側推進機３２Ｕより上側に位置する上端と、第２下側推進機３２Ｌより下側に位置する下端とを有するように構成されうる。また、第２推進ユニット３２（第２上側推進機３２Ｕ、第２下側推進機３２Ｌ）は第２隔壁５２に連結されており、第２水中翼２２は、第２水中翼の回動軸Ａ－Ａに沿って延設された第２延設部材５２ａを介して、第１支持部材４１により回動可能に支持される。第２延設部材５２ａは、第２水中翼２２と第１支持部材４１とを連結する部材であり、上下方向において第２上側推進機３２Ｕと第２下側推進機３２Ｌとの間に配置されうる。本実施形態の場合、第２延設部材５２ａは、板形状に構成されているが、第２水中翼２２が発生する水流に影響のないような形状であることが好ましく、例えば円筒形状や円柱形状などの他の形状に構成されてもよい。

上記の第２推進ユニット３２を有する第２水中翼２２では、第２上側推進機３２Ｕと第２下側推進機３２Ｌとの出力差（推進力差）に応じて、仰角（左右方向に平行な軸周りの角度ωＹ）が受動的に変化しうる。一例として、第２上側推進機３２Ｕの出力（推進力）より第２下側推進機３２Ｌの出力（推進力）を大きくすることにより、仰角αが大きくなるように第２水中翼２２の角度ωＹを変化させることができる。一方、第２上側推進機３２Ｕの出力（推進力）より第２下側推進機３２Ｌの出力（推進力）を小さくすることにより、仰角αが小さくなるように第２水中翼２２の角度ωＹを変化させることができる。

また、本実施形態の水上移動体１００は、図１～図２に示されるように、第３水中翼２３を備えてもよい。第３水中翼２３は、船体１０の下方における船体１０の後部に設けられており、船体１０の下部（下面）に取り付けられた第２支持部材４２によって支持されている。本実施形態の場合、第３水中翼２３は、第１水中翼２１および第２水中翼２２より後方側（－Ｘ方向側）に配置され、第１水中翼２１および第２水中翼２２に比べて船体１０の近くに（＋Ｚ方向側に）配置されうる。即ち、第３水中翼２３は、第１水中翼２１および第２水中翼２２と比べて、船体１０までの距離が短くなるように設けられている。また、第３水中翼２３は、船体１０に対する角度（例えば、左右方向に平行な軸周りの角度ωＹ）が固定されている。ここで、本実施形態の第３水中翼２３は、図２に示されるように、船体１０の後部における左右方向への変動を低減するため、後方から見てＶ字型に構成されている。しかしながら、それに限られず、第３水中翼２３は、例えば、後方から見て直線型や曲線型に構成されていてもよい。

第１水中翼２１、第２水中翼２２および第３水中翼２３は、下面よりも上面の方が湾曲した断面形状（翼型）を有する。この断面形状により、各水中翼の上面より下面の方が流体（水）の流速が高くなるため、上面の圧力が下面の圧力より小さくなり、船体１０を水面ＷＳから浮上させるための揚力を各水中翼に発生させることができる。また、本実施形態では、各水中翼で発生した揚力を船体１０に効率よく伝えることができるように、第１水中翼２１、第２水中翼２２および第３水中翼２３を、船体１０の下方における水中に配置したが、それに限られるものではない。例えば、Ｌ字型に構成された第１支持部材４１および／または第２支持部材４２を用いて、第１水中翼２１、第２水中翼２２および第３水中翼２３を、船体１０の下方以外における水中に配置してもよい。さらに、本実施形態では、第１水中翼２１および第２水中翼２２の各々について、上側と下側とに１個ずつの推進機を設けたが、それに限られず、上側と下側とに複数個ずつの推進機を設けてもよい。

次に、本実施形態の水上移動体１００（船舶）の制御例について説明する。図５は、水上移動体１００の制御ブロック図である。本実施形態の水上移動体１００は、図５に示すように、第１推進ユニット３１および第２推進ユニット３２を制御することにより第１船体１０の姿勢を制御する制御部５０を備える。具体的には、制御部５０は、第１上側推進機３１Ｕ、第１下側推進機３１Ｌ、第２上側推進機３２Ｕおよび第２下側推進機３２Ｌの出力（推進力）を個別に調整することにより、第１水中翼２１および第２水中翼２２の仰角を個別に調整し、船体１０の姿勢を制御することができる。制御部５０は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含みうる。また、水上移動体１００は、第１推進ユニット３１および第２推進ユニット３２に供給される電力を蓄電するバッテリ５１を更に含む。制御部５０は、バッテリ５１から各推進機に供給される電力を制御することにより、各推進機の推進力を制御することができる。制御部５０およびバッテリ５１は、船体１０に搭載されうる。

また、水上移動体１００は、船体１０の姿勢を検知する姿勢検知部５２を更に備えうる。姿勢検知部５２は、例えば、ジャイロセンサを含み、ピッチ軸、ロール軸およびヨー軸の各々について船体１０の傾き（即ち、船体１０のピッチング、ローリングおよびヨーイング）を検知する。この姿勢検知部５２の検知結果に基づいて、制御部５０は、船体１０が目標姿勢（例えば水平）を保つように船体１０の姿勢（ピッチング、ローリングおよびヨーイング）を制御することができる。ここで、水上移動体１００は、図５に示すように、船体１０の速度を検知する速度検知部５３と、船体１０の加速度を検知する加速度検知部５４とを更に備えてもよい。これにより、制御部５０は、速度検知部５３および加速度検知部５４での検知結果に基づいて、船体１０の速度および加速度を制御することができる。各検知部５２～５４は、船体１０に搭載されうる。

水上移動体１００は、船体１０に搭乗している操縦者による水上移動体１００の制御指示（入力）を受け付ける受付部５５を更に備えてもよい。制御指示とは、例えば、水上移動体１００の右旋回、左旋回、加速、減速などを含みうる。受付部５５は、操縦者による操縦桿（舵輪）の操作を制御指示として受け付けるように構成されてもよいし、船体１０上での操縦者の体重移動を検知するセンサを有し、操縦者の体重移動を制御指示として受け付けるように構成されてもよい。一例として、水上移動体１００を右旋回させるための制御指示を受付部５５で受け付けた場合、制御部５０は、第１推進ユニット３１の出力（推進力）よりも第２推進ユニット３２の出力（推進力）の方が制御指示（右旋回の大きさ）に応じた量だけ大きくなるように、第１推進ユニット３１および第２推進ユニット３２を制御する。これにより、水上移動体１００を右旋回させることができる。一方、水上移動体１００を左旋回させるための制御指示を受付部５５で受け付けた場合、制御部５０は、第２推進ユニット３２の出力（推進力）よりも第１推進ユニット３１の出力（推進力）の方が制御指示（左旋回の大きさ）に応じた量だけ大きくなるように、第１推進ユニット３１および第２推進ユニット３２を制御する。これにより、水上移動体１００を左旋回させることができる。

次に、本実施形態の水上移動体１００における船体１０の姿勢制御について説明する。本実施形態の水上移動体１００では、制御部５０は、姿勢検知部５２の検知結果に基づいて、船体１０が目標姿勢（例えば水平）を保つように船体１０の姿勢を自動制御する。具体的には、制御部５０は、第１上側推進機３１Ｕ、第１下側推進機３１Ｌ、第２上側推進機３２Ｕおよび第２下側推進機３２Ｌの出力を個別に調整する（即ち、推進機３１Ｕ、３１Ｌ、３２Ｕおよび３２Ｌの出力バランスを調整する）ことにより、船体１０が目標姿勢を保つように船体１０の姿勢を自動制御することができる。

ここで、制御部５０は、操縦者による制御指示に応じた水上移動体１００の制御を実行する場合においても、船体１０が目標姿勢を保つように船体１０の姿勢を自動制御しうる。一例として、水上移動体１００を旋回（右旋回または左旋回）させる制御指示を受け付けた場合、制御部５０は、船体１０を目標姿勢に制御しながら、水上移動体１００の旋回を制御しうる。同様に、水上移動体１００を加減速させて船体１０を上下方向に昇降させる制御指示を受け付けた場合においても、制御部５０は、船体１０を目標姿勢に制御しながら、船体１０の昇降を制御しうる。

図６は、船体１０の姿勢を制御するための各推進機の出力関係を示している。図６において、「Ｆ_１Ｕ」は第１上側推進機３１Ｕの出力を表し、「Ｆ_１Ｌ」は第１下側推進機３１Ｌの出力を表している。また、「Ｆ_２Ｕ」は第２上側推進機３２Ｕの出力を表し、「Ｆ_２Ｌ」は第２下側推進機３２Ｌの出力を表している。なお、各推進機の出力とは、各推進機で発生した推進力のことである。

例えば、制御部５０は、船体１０のローリングを制御する場合、第１上側推進機３１Ｕと第１下側推進機３１Ｌとの出力差と、第２上側推進機３２Ｕと第２下側推進機３２Ｌとの出力差との差分を調整する。具体的には、制御部５０は、船体１０の左側を上げる場合（図６の「＋（左上げ）」）、第１上側推進機３１Ｕと第１下側推進機３１Ｌとの出力差（Ｆ_１Ｕ－Ｆ_１Ｌ）が、第２上側推進機３２Ｕと第２下側推進機３２Ｌとの出力差（Ｆ_２Ｕ－Ｆ_２Ｌ）より大きくなるように、各推進機を制御する。一方、制御部５０は、船体１０の左側を下げる場合（図６の「－（左下げ）」）、第１上側推進機３１Ｕと第１下側推進機３１Ｌとの出力差（Ｆ_１Ｕ－Ｆ_１Ｌ）が、第２上側推進機３２Ｕと第２下側推進機３２Ｌとの出力差（Ｆ_２Ｕ－Ｆ_２Ｌ）より小さくなるように、各推進機を制御する。なお、本実施形態では、上側推進機と下側推進機との出力差を用いて船体１０のローリングを制御する例を示したが、上側推進機と下側推進機との出力比を用いて船体１０のローリングを制御してもよい。

制御部５０は、船体１０のピッチングを制御する場合、第１上側推進機３１Ｕおよび第２上側推進機３２Ｕの出力の合力と、第１下側推進機３１Ｌおよび第２下側推進機３２Ｌの出力の合力との差（出力差）を調整する。具体的には、制御部５０は、船体１０の前側を上げる場合（図６の「＋（前上げ）」）、第１上側推進機３１Ｕの出力Ｆ_１Ｕと第２上側推進機３２Ｕの出力Ｆ_２Ｕとの合力（Ｆ_１Ｕ＋Ｆ_２Ｕ）が、第１下側推進機３１Ｌの出力Ｆ_１Ｌと第２下側推進機３２Ｌの出力Ｆ_２Ｌとの合力（Ｆ_１Ｌ＋Ｆ_２Ｌ）より小さくなるように、各推進機を制御する。一方、制御部５０は、船体１０の前側を下げる場合（図６の「－（前下げ）」）、第１上側推進機３１Ｕの出力Ｆ_１Ｕと第２上側推進機３２Ｕの出力Ｆ_２Ｕとの合力（Ｆ_１Ｕ＋Ｆ_２Ｕ）が、第１下側推進機３１Ｌの出力Ｆ_１Ｌと第２下側推進機の出力Ｆ_２Ｌとの合力（Ｆ_１Ｌ＋Ｆ_２Ｌ）より大きくなるように、各推進機を制御する。

制御部５０は、船体１０のヨーイングを制御する場合、第１推進ユニット３１（第１上側推進機３１Ｕ、第１下側推進機３１Ｌ）と第２推進ユニット３２（第２上側推進機３２Ｕ、第２下側推進機３２Ｌ）との出力差を調整する。具体的には、制御部５０は、船体を右回転させる場合（図６の「＋（右回転）」）、第１上側推進機３１Ｕの出力Ｆ_１Ｕと第１下側推進機３１Ｌの出力Ｆ_１Ｌとの合力が、第２上側推進機３２Ｕの出力Ｆ_２Ｕと第２下側推進機３２Ｌの出力Ｆ_２Ｌとの合力より小さくなるように、各推進機を制御する。一方、制御部５０は、船体を左回転させる場合（図６の「－（左回転）」）、第１上側推進機３１Ｕの出力Ｆ_１Ｕと第１下側推進機３１Ｌの出力Ｆ_１Ｌとの合力が、第２上側推進機３２Ｕの出力Ｆ_２Ｕと第２下側推進機３２Ｌの出力Ｆ_２Ｌとの合力より大きくなるように、各推進機を制御する。

本実施形態の水上移動体１００では、船体１０の前側に配置された第１水中翼２１および第２水中翼２２の迎角を増加させることで、第１水中翼２１および第２水中翼２２の揚力を増加させることができる。この場合、船体１０はピッチ方向前上がりの姿勢に遷移するのに追従して、船体１０の後側に配置された第３水中翼２３も迎角が増加し、ピッチ方向前上がりの姿勢への遷移を打ち消すように第３水中翼２３の揚力が増加する。つまり、本実施形態の水上移動体１００の構成では、船体１０を目標姿勢に保ちながら、船体１０の上下方向の昇降を行うことができる。また、第３水中翼２３は、第１水中翼２１および第２水中翼２２と比べて船体１０までの距離が近いため、さらに船体１０を浮上させようとすると、第１水中翼２１および第２水中翼２２より先に水面ＷＳから出てしまう。この場合、第３水中翼２３はこれ以上上昇しないため、第１水中翼２１および第２水中翼２２のみが上昇し、船体１０が前上がりになることが想定される。しかしながら、本実施形態の水上移動体１００では、制御部５０が、姿勢検知部５２の検知結果に基づいて、船体１０が目標姿勢を保つように船体１０の姿勢を制御しているため、船体１０が前上がりになったときには、第１水中翼２１および第２水中翼２２の揚力を減らすように各推進機が制御される。したがって、水上移動体１００は、各水中翼が水中に位置するように、水面ＷＳからの船体１０の浮上高さを制御することができる。このように、本実施形態の水上移動体１００の構成では、船体１０の浮上高さを直接検知することなく、船体１０の姿勢の検知結果のみで船体１０の浮上高さを制御することができる。

上述したように、本実施形態の水上移動体１００は、船体１０の下方において左右方向に沿って並んだ第１水中翼２１および第２水中翼２２を備え、第１水中翼２１の端部には第１推進ユニット３１（第１上側推進機３１Ｕ、第１下側推進機３１Ｌ）が設けられ、第２水中翼２２の端部には第２推進ユニット３２（第２上側推進機３２Ｕ、第２下側推進機３２Ｌ）が設けられている。そして、第１水中翼２１および第２水中翼は、各推進機の出力に応じて仰角が変化するように構成される。この構成により、各推進機の出力を調整することで、船体１０の姿勢（ローリング、ピッチング、ヨーイング）を精度よく制御することができる。また、本実施形態の水上移動体１００は、第１水中翼２１と第１推進ユニット３１との間に第１隔壁５１を備え、第２水中翼２２と第２推進ユニット３２との間に第２隔壁５２を備える。これにより、第１推進ユニット３１で生じる水流が第１水中翼２１に及ぼす影響を第１隔壁５１で低減することができ、同様に、第２推進ユニット３２で生じる水流が第２水中翼２２に及ぼす影響を第２隔壁５２で低減することができる。そのため、第１水中翼２１および第２水中翼２２において効率よく揚力を発生させることが可能となる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態の水上移動体１００について説明する。第２実施形態は、第１実施形態を基本的に引き継ぐものであり、第１推進ユニット３１および第２推進ユニット３２の構成・配置が第１実施形態と異なるが、それ以外の構成および処理は第１実施形態で説明したとおりである。そのため、以下では、第１実施形態と異なる部分である第１推進ユニット３１および第２推進ユニット３２の構成・配置について、図７～図８を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態の水上移動体１００を斜め前方から見た図であり、船体１０の上側を省略している。また、図３は、第２実施形態第１水中翼２１および第２水中翼２２、その周囲構成を後方から見た図である。

本実施形態の水上移動体１００では、第１推進ユニット３１は、左右方向における第１水中翼２１の外側（－Ｙ方向側）、即ち、左右方向で第２水中翼２２とは反対側における第１水中翼２１の端部に配置されている。第１水中翼２１が第１推進ユニット３１と第１支持部材４１との間に配置されていると理解されてもよい。また、第１推進ユニット３１は、上下方向において第１水中翼２１より上側に配置された第１上側推進機３１Ｕと、上下方向において第１水中翼２１より下側に配置された第１下側推進機３１Ｌとを含みうる。そして、左右方向における第１水中翼２１と第１推進ユニット３１（第１上側推進機３１Ｕ、第１下側推進機３１Ｌ）との間には、第１水中翼２１の周りの水流と第１推進ユニット３１で生じる水流とを分離（隔離）するための第１隔壁５１が設けられている。ここで、第１上側推進機３１Ｕで生じる水流と第１下側推進機３１Ｌで生じる水流とを分離して、水流が影響し合うことを防止するため、第１実施形態で説明した第１延設部材５１ａが、第１上側推進機３１Ｕと第１下側推進機３１Ｌとの間に設けられてもよい。

同様に、第２推進ユニット３２は、左右方向における第２水中翼２２の外側（＋Ｙ方向側）、即ち、左右方向で第１水中翼２１とは反対側における第２水中翼２２の端部に配置されている。第２水中翼２２が第２推進ユニット３２と第１支持部材４１との間に配置されていると理解されてもよい。また、第２推進ユニット３２は、上下方向において第２水中翼２２より上側に配置された第２上側推進機３２Ｕと、上下方向において第２水中翼２２より下側に配置された第２下側推進機３２Ｌとを含みうる。そして、左右方向における第２水中翼２２と第２推進ユニット３２（第２上側推進機３２Ｕ、第２下側推進機３２Ｌ）との間には、第２水中翼２２の周りの水流と第２推進ユニット３２で生じる水流とを分離（隔離）するための第２隔壁５２が設けられている。ここで、第２上側推進機３２Ｕで生じる水流と第２下側推進機３２Ｌで生じる水流とを分離して、水流が影響し合うことを防止するため、第１実施形態で説明した第２延設部材５２ａが、第２上側推進機３２Ｕと第２下側推進機３２Ｌとの間に設けられてもよい。

本実施形態の構成によっても、第１推進ユニット３１で生じる水流が第１水中翼２１に及ぼす影響を第１隔壁５１で低減することができ、同様に、第２推進ユニット３２で生じる水流が第２水中翼２２に及ぼす影響を第２隔壁５２で低減することができる。そのため、第１水中翼２１および第２水中翼２２において効率よく揚力を発生させることが可能となる。ここで、第１実施形態の構成（図２～図３）と第２実施形態の構成（図７～図８）とを比較すると、重量物である推進ユニット３１，３２の支持構造（支持強度）の観点では第１実施形態の構成の方が有利であり、ヨーイングなどの船体１０の姿勢の制御性（操作性、応答性）の観点では第２実施形態の構成の方が有利である。なお、水上移動体１００の構成は、上記の２つの実施形態に限られるものではなく、船体１０の性質や推進機の性能・重量等に応じて水中翼と推進機の位置関係を適宜・適切に変更可能である。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、第１推進ユニット３１および第２推進ユニット３２を構成する各推進機として、モータＭを有する電動式の推進機を用いたが、それに限られず、エンジン式の推進機を用いてもよい。この場合、各推進機にエンジンを個別に設けた構成であってもよいが、１つエンジンを船体１０に搭載しておき、当該エンジンの駆動力を伝達機構などにより各推進機のプロペラＰに伝達する構成であってもよい。

＜実施形態のまとめ＞
１．上記実施形態の水上移動体は、
本体部（例えば１０）を水面から浮上させた状態で移動する水上移動体（例えば１００）であって、
前記水上移動体の左右方向に沿って配置され、互いに独立して仰角を変更可能に前記本体部に設けられた第１水中翼（例えば２１）および第２水中翼（例えば２２）と、
前記第１水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第１推進ユニット（例えば３１）と、
前記第２水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第２推進ユニット（例えば３２）と、
を備え、
前記第１水中翼の周りの水流と前記第１推進ユニットで生じる水流とを分離するための第１隔壁（例えば５１）が前記第１水中翼と前記第１推進ユニットとの間に設けられており、
前記第２水中翼の周りの水流と前記第２推進ユニットで生じる水流とを分離するための第２隔壁（例えば５２）が前記第２水中翼と前記第２推進ユニットとの間に設けられている。
この構成によれば、各推進ユニットの出力を個別に調整して、第１水中翼および第２水中翼の仰角を個別に変化させることにより、本体部の姿勢を制御することができる。また、各推進ユニットで生じる水流が各水中翼に及ぼす影響を各隔壁で低減することができるため、各水中翼において効率よく揚力を発生させることができる。

２．上記実施形態では、
前記第１推進ユニットは、前記第１隔壁に取り付けられており、
前記第２推進ユニットは、前記第２隔壁に取り付けられている。
この構成によれば、各推進ユニットで生じる水流が各水中翼に及ぼす影響を各隔壁でより効果的に低減することができる。

３．上記実施形態では、
前記第１推進ユニットは、前記第１水中翼における前記第２水中翼側の端部に設けられており、
前記第２推進ユニットは、前記第２水中翼における前記第１水中翼側の端部に設けられている。
この構成によれば、重量物である各推進ユニットの支持構造（支持強度）の観点で有利となる。

４．上記実施形態では、
前記第１推進ユニットは、前記第１水中翼における前記第２水中翼と反対側の端部に設けられており、
前記第２推進ユニットは、前記第２水中翼における前記第１水中翼と反対側の端部に設けられている。
この構成によれば、ヨーイングなどの船体１０の姿勢の制御性（応答性）の観点で有利となる。

５．上記実施形態では、
前記本体部の下部に取り付けられて前記第１水中翼および前記第２水中翼をそれぞれ回動可能に支持する支持部材（例えば４１）を更に備え、
前記第１水中翼および前記第２水中翼は、前記左右方向において前記支持部材を挟むように配置されている。
この構成によれば、第１水中翼および第２水中翼の支持構造（支持強度）および水の抵抗を低減する点で有利となる。

６．上記実施形態では、
前記第１推進ユニットは、前記水上移動体の上下方向において前記第１水中翼より上側に配置された第１上側推進機（例えば３１Ｕ）と、前記上下方向において前記第１水中翼より下側に配置された第１下側推進機（例えば３１Ｌ）とを含み、
前記第２推進ユニットは、前記上下方向において前記第２水中翼より上側に配置された第２上側推進機（例えば３２Ｕ）と、前記上下方向において前記第２水中翼より下側に配置された第２下側推進機（例えば３２Ｌ）とを含む。
この構成によれば、各推進機の出力を個別に調整して、第１水中翼および第２水中翼の仰角を個別に変化させることにより、本体部の姿勢（例えばローリング、ピッチング、ヨーイング）を精度よく制御することができる。その結果、本体部の姿勢の変動や揺れを低減することが可能となる。

７．上記実施形態では、
前記第１水中翼は、前記第１上側推進機と前記第１下側推進機との出力差に応じて仰角が変化するように構成され、
前記第２水中翼は、前記第２上側推進機と前記第２下側推進機との出力差に応じて仰角が変化するように構成されている。
この構成によれば、第１水上翼および第２水中翼の各々について、上部と下部とで推進機の出力（推進力）を個別に調整することにより、第１水中翼および第２水中翼の仰角を個別に変化させ、本体部の姿勢を精度よく制御することができる。

８．上記実施形態では、
前記第１上側推進機、前記第１下側推進機、前記第２上側推進機および前記第２下側推進機の出力バランスを調整することにより前記本体部の姿勢を制御する制御部（例えば５０）を更に備える。
この構成によれば、各推進機の出力を個別に調整することにより、本体部の姿勢を精度よく制御することができる。

９．上記実施形態では、
前記制御部は、前記第１上側推進機と前記第１下側推進機との出力差と、前記第２上側推進機と前記第２下側推進機との出力差との差分を調整することにより、前記本体部のローリングを制御する。
この構成によれば、各推進機の出力を調整することにより、本体部の姿勢としてローリングを制御することができる。

１０．上記実施形態では、
前記制御部は、前記第１上側推進機および前記第２上側推進機の出力の合力と、前記第１下側推進機および前記第２下側推進機の出力の合力との差を調整することにより、前記本体部のピッチングを制御する。
この構成によれば、各推進機の出力を調整することにより、本体部の姿勢としてピッチングを制御することができる。

１１．上記実施形態では、
前記制御部は、前記第１推進ユニットと前記第２推進ユニットとの出力差を調整することにより、前記本体部のヨーイングを制御する。
この構成によれば、各推進機の出力を調整することにより、本体部の姿勢としてヨーイングを制御することができる。

１２．上記実施形態では、
前記第１水中翼および前記第２水中翼より後方側において前記本体部に固定された第３水中翼（例えば２３）を更に備える。
この構成によれば、水面から浮上させた本体部の姿勢をより安定させることができる。

１３．上記実施形態では、
前記水上移動体は、前記本体部としての船体を水面から浮上させた状態で移動する船舶である。
この構成によれば、船体を水面から浮上させた状態で移動する船舶において、当該船体の姿勢の変動や揺れを低減することができる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。

１０：船体（本体部）、２１：第１水中翼、２２：第２水中翼、２３：第３水中翼、３１：第１推進ユニット、３１Ｕ：第１上側推進機、３１Ｌ：第１下側推進機、３２：第２推進ユニット、３２Ｕ：第２上側推進機、３２Ｌ：第２下側推進機、５０：制御部、５２：姿勢検知部、１００：水上移動体

Claims (13)

1. 本体部を水面から浮上させた状態で移動する水上移動体であって、
   前記水上移動体の左右方向に沿って配置され、互いに独立して仰角を変更可能に前記本体部に設けられた第１水中翼および第２水中翼と、
   前記第１水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第１推進ユニットと、
   前記第２水中翼の端部に設けられて推進力を発生する第２推進ユニットと、
   を備え、
   前記第１水中翼の周りの水流と前記第１推進ユニットで生じる水流とを分離するための第１隔壁が前記第１水中翼と前記第１推進ユニットとの間に設けられており、
   前記第２水中翼の周りの水流と前記第２推進ユニットで生じる水流とを分離するための第２隔壁が前記第２水中翼と前記第２推進ユニットとの間に設けられている、
   ことを特徴とする水上移動体。
2. 前記第１推進ユニットは、前記第１隔壁に取り付けられており、
   前記第２推進ユニットは、前記第２隔壁に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の水上移動体。
3. 前記第１推進ユニットは、前記第１水中翼における前記第２水中翼側の端部に設けられており、
   前記第２推進ユニットは、前記第２水中翼における前記第１水中翼側の端部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の水上移動体。
4. 前記第１推進ユニットは、前記第１水中翼における前記第２水中翼と反対側の端部に設けられており、
   前記第２推進ユニットは、前記第２水中翼における前記第１水中翼と反対側の端部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の水上移動体。
5. 前記本体部の下部に取り付けられて前記第１水中翼および前記第２水中翼をそれぞれ回動可能に支持する支持部材を更に備え、
   前記第１水中翼および前記第２水中翼は、前記左右方向において前記支持部材を挟むように配置されている、
   ことお特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の水上移動体。
6. 前記第１推進ユニットは、前記水上移動体の上下方向において前記第１水中翼より上側に配置された第１上側推進機と、前記上下方向において前記第１水中翼より下側に配置された第１下側推進機とを含み、
   前記第２推進ユニットは、前記上下方向において前記第２水中翼より上側に配置された第２上側推進機と、前記上下方向において前記第２水中翼より下側に配置された第２下側推進機とを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の水上移動体。
7. 前記第１水中翼は、前記第１上側推進機と前記第１下側推進機との出力差に応じて仰角が変化するように構成され、
   前記第２水中翼は、前記第２上側推進機と前記第２下側推進機との出力差に応じて仰角が変化するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の水上移動体。
8. 前記第１上側推進機、前記第１下側推進機、前記第２上側推進機および前記第２下側推進機の出力バランスを調整することにより前記本体部の姿勢を制御する制御部を更に備える、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の水上移動体。
9. 前記制御部は、前記第１上側推進機と前記第１下側推進機との出力差と、前記第２上側推進機と前記第２下側推進機との出力差との差を調整することにより、前記本体部のローリングを制御する、ことを特徴とする請求項８に記載の水上移動体。
10. 前記制御部は、前記第１上側推進機および前記第２上側推進機の出力の合力と、前記第１下側推進機および前記第２下側推進機の出力の合力との差を調整することにより、前記本体部のピッチングを制御する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の水上移動体。
11. 前記制御部は、前記第１推進ユニットと前記第２推進ユニットとの出力差を調整することにより、前記本体部のヨーイングを制御する、ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の水上移動体。
12. 前記第１水中翼および前記第２水中翼より後方側において前記本体部に固定された第３水中翼を更に備える、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の水上移動体。
13. 前記水上移動体は、前記本体部としての船体を水面から浮上させた状態で移動する船舶である、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の水上移動体。

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