JP5319394B2 - Ship with hydrofoil - Google Patents
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Description
本発明は、船体における船底面より深い部分に、水中に完全に没して上向きの揚力を得ることができるようにした水中翼を設けて成る船舶に関するものである。 The present invention relates to a ship provided with a hydrofoil provided at a portion deeper than the bottom of a ship in a hull so as to be able to obtain an upward lift by being completely immersed in water.
先行技術としての特許文献1、2及び3には、船体における前後方向への中心線の上の部位に、水中に完全に没して上向きの揚力を得ることができるようにした水中翼を設けて成る船舶が記載されている。
In
このうち特許文献1に記載の技術は、前記完全水没の水中翼を、船体の重心よりも前側に設けて、船体の前側(船首側)を、前記水中翼における上向きの揚力にて持ち上げることにより、推進抵抗を低減するという構成である。
Among them, the technique described in
また、特許文献2及び3に記載の技術は、前記完全水没の水中翼を、船体における重心又はその近傍に設けて、船体の全体(船首側及び船尾側)を、前記水中翼における上向きの揚力にて持ち上げることにより、推進抵抗を低減するという構成である。
In addition, in the techniques described in
しかし、前記特許文献1に記載の技術における水中翼は、当該水中翼を船体における前後の重心位置よりも前側(船首側)に位置したときにおいて、所定の揚力を得ることができる迎え角に固定するという構成であることにより、前記所定の揚力を得ることができる迎え角を、低速時に合わせて当該低速時の推進抵抗を減少するように大きい値に設定した場合には、高速時において船体の前側(船首)が上がり過ぎることになるから、船体が不安定になり、また、前記所定の揚力を得ることができる迎え角を、高速時に合わせて当該高速時における船体の安定を図るように小さい値に設定した場合には、低速時において船体の前側(船首側)を持ち上げることができないか、或いは船体の前側(船首側)の持ち上げが不足するから、低速時における推進抵抗の低減を達成できない。
However, the hydrofoil in the technique described in
一方、前記特許文献2又は3に記載の技術における水中翼は、当該水中翼を船体における前後の重心位置又はその近傍に位置したときにおいて、所定の揚力を得ることができる迎え角に固定するという構成であることにより、前記所定の揚力を得ることができる迎え角を、低速時に合わせて当該低速時における推進抵抗の低減を達成できるように大きい値に設定した場合には、高速時において船体が上がり過ぎることになるから、船体が不安定になり、また、前記所定の揚力を得ることができる迎え角を、高速時に合わせて当該高速時における船体の安定を図るように小さい値に設定した場合には、低速時において船体を持ち上げることができないか、或いは船体の持ち上げが不足するから、低速時における推進抵抗の低減を達成できない。
On the other hand, the hydrofoil in the technique described in
つまり、前記各特許文献1〜3に記載の技術では、船体の低速時における推進抵抗と、高速時における推進抵抗との両方を、高速時における船体を安定化を保った状態のもとで、同時に低減することはできないという問題があった。
In other words, in the technologies described in
本発明は、これらの問題を解消できるようにした技術を提供することを技術的課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique that can solve these problems.
この技術的課題を達成するため請求項1は、
「船体(1)における船底面(6)より適宜深さだけ下方で且つ左右の中央の部分に、水中に完全に没して上向きの揚力を得ることができるようにした水中翼(5)を設けて成る船舶において、
前記船体(1)の前記船底面(6)に形成した開口孔(14)を塞ぐ軸受けボックス体(9)と、前記軸受けボックス体(9)に軸支した横向きの回転軸(10)と、前記回転軸(10)に前記水中翼(5)を支持させるリンク機構(11)と、前記水中翼(5)を前後移動させる前後動用アクチェータ(12)と、前記水中翼(5)の迎え角(α)を増減調節する左右一対の迎え角用アクチェータ(13a)(13b)とを備え、
前記リンク機構(11)は、長さを同じにした前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)を有していて平行運動するように構成し、前記水中翼(5)は、前記リンク機構(11)によって、当該水中翼(5)における揚力にて前記船体(1)の全体を持ち上げるようにした後部位置と、当該水中翼(5)における揚力にて前記船体(1)の前部を持ち上げるようにした前部位置とに前後移動可能に構成し、
前記前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)のうちいずれか一方は左右の中央に配設した一本のリンク杆(24)であり、前記前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)のうち残る他方は左右に配設した二本のリンク杆(25a)(25b)であり、前記一本のリンク杆(24)の上端側は、前記回転軸(10)のうち前記軸受けボックス体(9)の内側に固着し、前記二本のリンク杆(25a)(25b)の上端側は、前記回転軸(10)の両端側に回動可能に被嵌した中空軸(16a)(16b)のうち前記軸受けボックス体(9)内に固定した迎え角用アーム(20a)(20b)の先端側に、前記回転軸(10)と平行なピン(27a)(27b)で回動可能に連結し、前記各リンク杆(24)(25a)(25b)の下端側は前記水中翼(5)に回転自在に連結し、
前記前後動用アクチェータ(12)による前記回転軸(10)の正逆回転によって前記前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)を前後回動させて、前記水中翼(5)を前後移動させ、前記両迎え角用アクチェータ(13a)(13b)による前記両中空軸(16a)(16b)の前記回転軸(10)回りの正逆回転によって前記二本のリンク杆(25a)(25b)を上下回動させて、前記水中翼(5)の迎え角(α)を増減させるように構成した、」
ことを特徴としている。
In order to achieve this technical problem,
“The hydrofoil (5), which is able to obtain an upward lift by being completely submerged in water, at a suitable depth below the ship bottom (6) in the hull (1) and in the middle of the left and right. In the ship that is provided,
A bearing box body (9) for closing an opening hole (14) formed in the ship bottom surface (6) of the hull (1), and a lateral rotation shaft (10) pivotally supported by the bearing box body (9); A link mechanism (11) for supporting the hydrofoil (5) on the rotating shaft (10), a longitudinal actuator (12) for moving the hydrofoil (5) back and forth, and an angle of attack of the hydrofoil (5) A pair of left and right angle-of-attack actuators (13a) and (13b) for increasing or decreasing (α);
The link mechanism (11), has a pair of front and rear link rod that the same length (24) (25a) (25b) configured to parallel movement, said hydrofoil (5), the A rear position where the whole of the hull (1) is lifted by the lift of the hydrofoil (5 ) by the link mechanism (11), and the front of the hull (1) by the lift of the hydrofoil (5). Configured to be able to move back and forth to the front position where the part is lifted,
One of the pair of front and rear link rods (24), (25a) and (25b) is a single link rod (24) disposed in the center of the left and right, and the pair of front and rear link rods (24) (25a) ) (25b), the other left side is two link rods (25a) (25b) arranged on the left and right sides, and the upper end side of the one link rod (24) is on the rotating shaft (10). A hollow shaft (fixed to the inside of the bearing box body (9)), the upper ends of the two link rods (25a) (25b) being rotatably fitted on both ends of the rotating shaft (10) ( Pins (27a) and (27b) parallel to the rotating shaft (10) are provided on the tip side of the angle-of-attack arms (20a) and (20b) fixed in the bearing box body (9) of 16a and 16b. The link rods (24) (25a) (25 Lower end side of) is rotatably connected to said hydrofoil (5),
The pair of front and rear link rods (24), (25a) and (25b) are rotated forward and backward by forward and reverse rotation of the rotating shaft (10) by the forward / backward actuator (12), and the hydrofoil (5) is moved back and forth. The two link rods (25a) and (25b) by the forward and reverse rotation of the hollow shafts (16a) and (16b) around the rotation axis (10) by the actuators (13a) and (13b) for both angles of attack. Is configured to increase or decrease the angle of attack (α) of the hydrofoil (5).
It is characterized by that.
本願発明の構成において、水中翼を後部位置にした場合、この水中翼によって得られる上向きの揚力は、船体の全体に上向きに作用するから、船体の全体(船首側及び船尾側)が持ち上げられることになる。 In the configuration of the present invention , when the hydrofoil is in the rear position, the upward lift obtained by the hydrofoil acts upward on the entire hull, so that the entire hull (the bow side and the stern side) is lifted. become.
一方、前記水中翼を前部位置にした場合、この水中翼によって得られる上向きの揚力は、船体の前側に上向きに作用するから、船体のうち後部(船尾側)を除き、前部(船首側)が積極的に持ち上げられることになる。 On the other hand, when the hydrofoil is in the front position, the upward lift obtained by the hydrofoil acts upward on the front side of the hull, so the front part (the bow side) except the rear part (stern side) of the hull. ) Will be lifted positively.
そこで、前記水中翼を、船体における速度に関連して、その速度が遅いときにおいて後部位置にすることで、船体の全体(船首側及び船尾側)が持ち上げられることになるから、低速時における推進抵抗を低減することができる。 Therefore, when the hydrofoil is related to the speed in the hull, the entire position of the hull (the bow side and the stern side) is lifted when the speed is low. Resistance can be reduced.
そして、高速時には、水中翼を前部位置にすることで、船体のうち後部(船尾側)を除き、前部(船首側)が積極的に持ち上げられることになるから、船体の安定性を保った状態のままで、高速時における推進抵抗を下げることができる。 At high speeds, the hydrofoil is in the front position, so that the front part (the bow side) of the hull is lifted positively except for the rear part (the stern side), so that the stability of the hull is maintained. The propulsion resistance at high speeds can be lowered while remaining in the above state.
これにより、船体の低速時における推進抵抗と高速時における推進抵抗との両方を、高速時における船体を安定化を保った状態のもとで同時に低減することができ、換言すると、前記船体の安定化を図りつつ、その推進抵抗を低減できるから、低速域から高速域までの全運転域における燃料消費率を大幅に改善できる。 As a result, both the propulsion resistance at low speed and the propulsion resistance at high speed of the hull can be simultaneously reduced under the condition that the hull at high speed is kept stable, in other words, the stability of the hull. The propulsion resistance can be reduced while reducing the fuel consumption, so that the fuel consumption rate in the entire operation range from the low speed range to the high speed range can be greatly improved.
これに加えて、前記水中翼による船体の持ち上げ量の調節を、前記水中翼にフラップを設けて、水中翼における複雑な構成及び水中抵抗の増加を招来することなく、確実に達成できる。 In addition, the adjustment of the lifting amount of the hull by the hydrofoil can be reliably achieved without providing a flap in the hydrofoil and incurring a complicated configuration of the hydrofoil and an increase in underwater resistance.
また、本願発明によると、前記水中翼を、その迎え角を略一定に保持した状態ままで、前後移動することができ、この水中翼による船体に対する上向きの揚力が、当該水中翼の前後移動の途中において変化することを低減でき、換言すると、前記水中翼を、船体に対する上向きの揚力の変化を小さくした状態のもとで、前後移動することができるから、前記水中翼の前後移動を、船体の安定を保った状態で、スムースに且つ安全に行うことができる。 Further, according to the present invention , the hydrofoil can be moved back and forth while maintaining its angle of attack substantially constant, and the upward lift force on the hull by the hydrofoil is the forward and backward movement of the hydrofoil. It is possible to reduce the change in the middle, in other words, the hydrofoil can be moved back and forth in a state where the change in upward lift with respect to the hull is reduced. It is possible to carry out smoothly and safely in a state where the stability is maintained.
更にまた、本願発明によると、前記水中翼を、少ない三本のリンク杆にて、三角形配列の三点で支持することができるから、当該水中翼の左右両端における船体との相対的な上下動(左右両端の上下への傾き)を小さくする姿勢、つまり、前記水中翼の船体に対する傾きを小さくする姿勢にして確実に支持することができるとともに、前記リンク機構における水中抵抗を、リンク杆を四本にして四点支持に構成する場合よりも大幅に低減でき、しかも、軽量化できる。 Furthermore, according to the present invention , the hydrofoil can be supported at three points in a triangular arrangement with a small number of three link rods. It can be reliably supported in a posture in which (the inclination of the left and right ends up and down) is reduced, that is, in a posture in which the inclination of the hydrofoil with respect to the hull is reduced, and the link mechanism can reduce the underwater resistance in the four links. Compared to the case of four-point support in a book, it can be significantly reduced and the weight can be reduced.
その上、本願発明によると、前記水中翼における迎え角の調節が、当該水中翼における前後移動とは独立して、その前後移動の途中においても行うことができるから、高い操作性を得ることができる。 In addition, according to the present invention , the angle of attack in the hydrofoil can be adjusted independently of the forward / backward movement of the hydrofoil, even during the forward / backward movement, so that high operability can be obtained. it can.
以下、本発明の実施の形態を、図1〜図17の図面について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
これらの図において、符号1は、例えば強化合成樹脂(FRB)製の漁船又はボート等に使用される船体を示し、この船体1には、キャビン2が設けられている。
In these drawings,
また、前記船体1の船尾には、左右一対の推進機(スクリュー)3a、3bが設けられているほか、図示しない舵取り装置が設けられている。
The stern of the
前記左右一対の推進機(スクリュー)3a、3bの各々は、前記船体1の後部に搭載した二台のエンジン4a、4bにより別々に単独で回転駆動するように構成されているが、一台のエンジンにて、別々に単独で回転駆動するという構成にすることができる。
Each of the pair of left and right propulsion devices (screws) 3a, 3b is configured to be independently rotated by two
符号5は、前記船体1における船底面6よりも適宜寸法(W)だけ深い位置に配設した完全水没式の水中翼を示す。
この水中翼5は、例えば金属板又は硬質合成樹脂板等のように、弾性的に抗して撓み変形が可能な弾性板製であり、翼形の断面形状であることに加えて、図2に示すように、底面視(平面視)において、前記船体1における前後方向の中心線7上における中央の部位に位置し、この部分から左右に延びる構成であり、水中に完全に没した状態で前記船体1が白抜き矢印(A)で示すように前進することに対して迎え角(α)を備え、前記船体1が白抜き矢印(A)で示すように前進するときに船体1を持ち上げるような上向きの揚力(F)を得ることができるという構成である。
The
また、前記水中翼5は、前記船体1に対して、以下に詳しく説明する移動装置8により、前記船体1における前後の重心(G)の真下の位置又は前記重心(G)の真下近傍に位置する後部位置(実線で示す位置)と、これより前方に適宜距離(L)を隔てた前部位置(二点鎖線で示す位置)との間を往復して前後移動できるように支持されている。
Further, the
前記移動装置8は、図4〜図7に示すように構成されている。
The moving
すなわち、この移動装置8は、前記船体1内の底部に配設した軸受けボックス体9と、この軸受けボックス体9にて軸支した回転軸10と、この回転軸10に対して前記水中翼5を支持するリンク機構11と、前記回転軸10を正逆回転することによって前記水中翼5を前後移動するための前後動用アクチェータ12と、前記水中翼5における迎え角(α)を増減調節するための左右一対の迎え角用アクチェータ13a、13b等によって構成されている。
That is, the moving
前記軸受けボックス体9は、下面のみを開放した箱型の構成であり、前記船体1における船底板6aの上面に、当該船底板6aに穿設した開口孔14を塞ぐように複数本のボルト15にて着脱可能に取付けられている。
The
一方、前記回転軸10は、前記船体1における前後方向の中心線7に対して直角の水平方向に延びて、その両端の部分の各々には、左右一対の中空軸16a、16bが回転自在に被嵌されており、この両中空軸16a、16bの各々は、前記軸受けボックス体9の左右両側面板9a、9bに設けた軸受け部17a、17bにて回転自在に軸支されている。また、前記回転軸10の両端は、前記両中空軸16a、16bにより回転自在に軸支されている。
On the other hand, the
前記両中空軸16a、16bの各々における左右両端は、前記軸受け部17a、17bの外側、つまり、前記軸受けボックス体9よりも外側の船内側に突出しているとともに、前記軸受け部17a、17bの内側、つまり、前記軸受けボックス体9内の船外側に突出している一方、前記回転軸10の右端10a及び左端10bは、前記中空軸16a、16bにおける船内側への突出端よりも更に船内側に突出している。
The left and right ends of each of the
前記回転軸10における右端10a及び左端10bには、上向きに延びる回転アーム18a、18bが、前記回転軸10と一緒に回転するように固着されており、この両回転アーム18a、18bの相互間は、前記軸受けボックス体9を跨ぐように構成した横部材19にて一体に連結されている。
Rotating
また、前記両中空軸16a、16bのうち前記軸受けボックス体9内(つまり、船外側)への突出端の各々には、前方向きに延びる迎え角用アーム20a、20bが、前記両中空軸16a、16bと一緒に回転するように固着されている一方、前記両中空軸16a、16bのうち前記軸受けボックス体9外(つまり、船内側)への突出端の各々には、上向きに延びる回転アーム21a、21bが、前記両中空軸16a、16bと一緒に回転するように固着されている。
In addition, at each of the projecting ends of the
前記回転軸10の外周とこれに被嵌する両中空軸16a、16bの内周との間、及び前記両中空軸16a、16bの外周とその軸受け部17a、17bとの間の各々には、図7に示すように、Oリング等のようなシール用リング体22、23が設けられ、前記軸受けボックス体9の内側(船外側)の水が前記軸受けボックス体9の外側(船内側)に進入するのを、前記シール用リング体22、23にて阻止するように構成している。
Between the outer periphery of the
前記リンク機構11は、前記船体1における前後方向の中心線7上の部分に配設した一本の第1リンク杆24と、前記中心線7を挟んで両側に配設した左右一対の第2リンク杆25a、25bとによって構成されている。
The
前記一本の第1リンク杆24における上端は、前記回転軸10のうち前記軸受けボックス体9の内側(船外側)の部分に、前記回転軸10と一緒に回動するように固着され、この第1リンク杆24における下端は、前記水中翼5における後端の部分に、後部ピン26による枢着にて回転自在に連結されている。
The upper end of the
前記後部ピン26は、図8及び図9に示すように、前記回転軸10と同様に、前後方向の中心線7と直角の水平方向に延びており、例えば、前記第1リンク杆24を貫通し、その両端が、前記水中翼5と、これに複数本のねじ33等にて着脱可能に取り付けた軸受け板34とで回転自在に軸支されるという構成である。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
一方、前記両第2リンク杆25a、25bの上端の各々は、前記両迎え角用アーム20a、20bの先端にピン27a、27bによる枢着にて回転自在に連結され、この両第2リンク杆25a、25bの下端の各々は、前記水中翼5における前端の左右両側の部分に、前部ピン28a、28bによる枢着にて回転自在に連結されている。
On the other hand, the upper ends of both the
前記前部ピン28a、28bは、図10及び図11に示すように、前記回転軸10と同様に、前記前後方向の中心線7と直角の水平方向に延びており、例えば、前記第2リンク杆25a、25bを貫通し、その両端が、前記水中翼5と、これに複数本のねじ35等にて着脱可能に取り付けた軸受け板36とで回転自在に軸支されるという構成である。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
これにより、前記水中翼5は、前記回転軸10の正逆回転にて、前記第1リンク杆24が前後方向に回動することにより、前記船体1における前後の重心(G)の真下の位置又は前記重心(G)の真下近傍に位置する後部位置(実線で示す位置)と、これより前方に適宜距離(L)を隔てた前部位置(二点鎖線で示す位置)との間を往復して前後移動されるという構成である。
As a result, the
この場合において、前記リンク機構11は、その第1リンク杆24における長さ寸法と両第2リンク杆25a、25bにおける長さ寸法とを同じにする一方、前記後部ピン26及び両前部ピン28a、28b間における前後方向の距離(S1)と前記両迎え角用アーム20a、20bにおけるアーム半径寸法(S2)とを同じにすることにより、これらで常に平行四辺形を形成するという平行運動のリンク機構に構成されている。
In this case, the
なお、前記第1リンク杆24及び両第2リンク杆25a、25bは、船体1における白抜き矢印(A)で示す前進方向と平行な薄板製であり、その断面は、水中抵抗を小さくするように流線型に構成されている。
The
前記した前後動用アクチェータ12は、図示するように、例えば油圧又は空気圧による復動型のシリンダの形式であり、前記軸受けボックス体9の外側(船内側)に前向きに突出するように設けたブラケット29におけるピン30と、前記横部材19との間に設けられており、この前後動用アクチェータ12の作動により前記回転軸10を正逆回転するというように構成されている。なお、この前後動用アクチェータ12は、シリンダの形式にすることに代えて、電動モータ等の形式にすることができる。
As shown in the figure, the forward /
また、前記両迎え角用アクチェータ13a、13bは、図示するように、例えば油圧又は空気圧による復動型のシリンダの形式であり、前記軸受けボックス体9の外側(船内側)に後ろ向きに突出するように設けたブラケット31a、31bにおけるピン32a、32bと、前記両中空軸16a、16bにおける回転アーム21a、21bとの間に設けられており、この両アクチェータ13a、13bのうち右側のアクチェータ13aの作動により右側の中空軸16aを正逆回転すると、右側の第2リンク杆25aが上下動し、左側のアクチェータ13bの作動により左側の中空軸16bを正逆回転すると、左側の第2リンク杆25bが上下動するというように構成されている。なお、この両迎え角用アクチェータ13a、13bも、シリンダの形式にすることに代えて、電動モータ等の形式にすることができる。
Further, as shown in the figure, the
前記した構成において、前記水中翼5は、その移動装置8における回転軸10を前後動用アクチェータ12の作動にて正逆回転することにより、リンク機構11により、図に実線で示す後部位置と、図に二点鎖線で示す前部位置との間を往復して前後移動される。
In the above-described configuration, the
そして、前記水中翼5を、図に実線で示す後部位置にした場合、この水中翼5によって得られる上向きの揚力(F)は、船体1の重心(G)又はその近傍に上向きに作用するから、船体1の全体(船首側及び船尾側)が持ち上げられることになる。
And when the said
一方、前記水中翼5を、図に二点鎖線で示す前部位置にした場合、この水中翼5によって得られる上向きの揚力(F)は、船体1の重心(G)より前側に上向きに作用するから、船体1のうち後部(船尾側)を除き、前部(船首側)が積極的に持ち上げられることになる。
On the other hand, when the
そこで、前記水中翼5を、船体1における速度に関連して、その速度が遅いときにおいて図に実線で示す後部位置にする一方、その速度が早いときにおいて図に二点鎖線で示す前部位置にするというように構成することにより、低速時には、船体1の全体(船首側及び船尾側)が持ち上げられることになるから、低速時の推進抵抗を下げることができる一方、高速時には、船体1の前部(船首側)が図1に二点鎖線で示すように、積極的に持ち上げられることになるから、船体1の安定性を保った状態のままで、高速時の推進抵抗を下げることができる。
Therefore, in relation to the speed in the
また、前記水中翼5を船体1に対して前後移動可能に支持するためのリンク機構11は、前記したように、常に平行四辺形を形成するという平行運動のリンク機構に構成されていることにより、前記水中翼5おける迎え角(α)は、当該水中翼5を後部位置にした場合と前部位置にした場合とでは殆ど変化することなく、略一定に保持でき、換言すると、前記迎え角(α)が前後移動の途中において変化することを低減できる。
Further, as described above, the
これにより、前記水中翼5の船体1に対する上向きの揚力が、当該水中翼5の前後移動の途中において変化することを低減でき、ひいては、前記水中翼5を、船体1に対する上向きの揚力の変化を小さくした状態のもとで、前後移動することができるから、前記水中翼5の前後移動を、船体1の安定を保った状態で、スムースに且つ安全に行うことができる。
As a result, it is possible to reduce the upward lift of the
この場合、前記水中翼5を船体1に対して支持するためのリンク機構11が、中央における一本の第1リンク杆24と左右両側における二本の第2リンク杆25a、25bとの三本のリンク4によって構成されていて、前記水中翼5を、前記中心線7上に一つの頂点を有する三角形配列の三点で支持するという構成であることにより、前記水中翼5を、少ない本数、つまり、三本のリンク杆24、25a、25bにて、当該水中翼5の左右両端における船体1との相対的な上下動を小さくする姿勢にして確実に保持することができる。
In this case, the
これにより、前記水中翼5を船体1に対して、三本のリンク杆24、25a、25bで構成されるリンク機構11にて、前後方向の中心線7の方向から見たときにおける前記水中翼5の左右両端の上下方向への傾きを小さくする姿勢にして確実に支持することができるものでありながら、前記リンク機構11における水中抵抗を、リンク杆を四本にして四点支持に構成する場合によりも大幅に低減でき、しかも、軽量化できる。
As a result, the
次に、前記した構成においては、前記移動装置8における両中空軸16a、16bを、その各々に対するアクチェータ13a、13bの作動にて同時に同じ方向に同じ回転角度だけ正逆回転することにより、前記両第2リンク杆25a、25bが、図14及び図15において、二点鎖線の矢印又は点線の矢印で示すように、同時に同じ方向に同じ距離だけ上下動して、前記水中翼5の前部が、二点鎖線及び点線で示すように、前記第1リンク杆24に対する後部ピン26を中心にして上下に回動することになるから、前記水中翼5における迎え角(α)を増減調節することができる。
Next, in the above-described configuration, both the
これにより、前記水中翼5による船体1の持ち上げ量を、当該水中翼5にフラップを設けない構成にして、任意に調節することができる。
Thereby, the amount of lifting of the
また、前記した構成においては、前記両中空軸16a、16bのうち例えば右側の中空軸16aを、当該中空軸16aに対するアクチェータ13aの作動にて正逆回転すると、前記両第2リンク杆25a、25bのうち右側の第2リンク杆25aが、図16において二点鎖線の矢印又は点線の矢印で示すように、上下動することにより、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aが、二点鎖線又は点線で示すように、捩じられることになるから、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aにおける迎え角(αa)を増減調節することができる。
In the above-described configuration, when the right
更にまた、前記した構成においては、前記両中空軸16a、16bのうち例えば左側の中空軸16bを、当該中空軸16bに対するアクチェータ13bの作動にて正逆回転すると、前記両第2リンク杆25a、25bのうち左側の第2リンク杆25bが、図17において二点鎖線の矢印又は点線の矢印で示すように、上下動することにより、前記水中翼5のうち左半分(左側)の部分5bが、二点鎖線又は点線で示すように、捩じられることになるから、前記水中翼5のうち左半分(左側)の部分5bにおける迎え角(αb)を増減調節することができる。
Furthermore, in the above-described configuration, when the
このように、前記水中翼5における迎え角(α)を、当該水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aと、左半分(左側)の部分5bとで相対的に増減調節できるという構成した場合には、この左右における迎え角の増減調節によって、以下に述べるように、前記船体1におけるローリングを抑制できることに加えて、船体1における旋回半径を縮小できる。
In this way, the angle of attack (α) of the
すなわち、前記船体1が、図3に実線矢印(B1)で示すように、右舷1aが下がり左舷1bが上がるように時計方向にローリングした場合には、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aにおける迎え角(αa)を大きくするか、或いは、前記水中翼5のうち左半分(左側)の部分5bにおける迎え角(αb)を小さくするように調節することにより、前記水中翼5による前記船体1の右舷1aの持ち上げが大きくなるか、前記水中翼5による前記船体1の左舷1bの持ち上げが小さくなるから、これにより、前記船体1における実線矢印B1の方向(時計方向)へのローリングを抑制することができる。
That is, when the
なお、前記船体1における時計方向へのローリングに対しては、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aにおける迎え角(αa)を大きくすることと、左半分(左側)の部分5bにおける迎え角(αb)を小さくすることとを同時に行うように構成できることは勿論である。
For the clockwise rolling of the
一方、前記船体1が、図3に点線矢印(B2)で示すように、左舷1bが下がり右舷1aが上がるように反時計方向にローリングした場合には、前記水中翼5のうち左半分(左側)の部分5bにおける迎え角(αb)を大きくするか、或いは、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aにおける迎え角(αa)を小さくするように調節することにより、前記水中翼5による前記船体1の左舷1bの持ち上げが大きくなるか、前記水中翼5による前記船体1の右舷1aの持ち上げが小さくなるから、これにより、前記船体1における点線矢印B2の方向(反時計方向)へのローリングを抑制することができる。
On the other hand, when the
勿論、この反時計方向へのローリングに対しても、前記水中翼5のうち左半分(左側)の部分5bにおける迎え角(αb)を大きくすることと、右半分(右側)の部分5aにおける迎え角(αa)を小さくすることとを同時に行うように構成しても良いことはいうまでもない。
Of course, even for this counterclockwise rolling, the angle of attack (αb) in the left half (left side)
次に、前記船体1を右旋回する場合には、前記水中翼5のうち左半分(左側)の部分(旋回の外側)5bにおける迎え角(αb)を大きくするか、或いは、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分(旋回の内側)5aにおける迎え角(αa)を小さくするように調節することにより、前記船体1は、その右舷1aが下がりその左舷1bが上がるように旋回方向の内側に傾くことになるから、右旋回の半径を小さくできる。
Next, when the
また、前記船体1を左旋回する場合には、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分(旋回の外側)5aにおける迎え角(αa)を大きくするか、或いは、前記水中翼5のうち左半分(左側)の部分(旋回の内側)5bにおける迎え角(αb)を小さくするように調節することにより、前記船体1は、その左舷が下がりその右舷が上がるように旋回方向の内側に傾くことになるから、左旋回の半径を小さくできる。
Further, when turning the
勿論、これら左右への旋回に際しても、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aにおける迎え角(αa)と、左半分(左側)の部分5bにおける迎え角(αb)とを同時に調節するという構成にすることができる。
Of course, the angle of attack (αa) in the right half (right side)
なお、前記船体1の旋回に際しては、前記水中翼5を前記したように操作することに加えて、当該船体1に対する左右一対の両推進機(スクリュー)3a、3bを、その間における回転数に差ができるように制御する(例えば、旋回方向の外側に位置する推進機における回転数を、旋回方向の内側に位置する推進機における回転数よりも早くするか、旋回方向の外側の推進機における回転数を、旋回方向の内側の推進機の回転数よりも遅くする)ことにより、旋回半径を一層に小さくできる。
When turning the
前記水中翼5は、例えば金属板又は硬質合成樹脂板等のように、弾性的に抗して撓み変形可能な弾性体製にすることにより、前記水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aを図16に示すように捩じったり、又は、当該水中翼5のうち左半分(左側)の部分5bを図17に示すように捩じったり、或いは、水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aと左半分(左側)の部分5bとを互いに逆方向に捩じったりすることが容易にできるように構成されている。
The
また、前記リンク機構11における第1リンク杆24の前記水中翼5への連結部を、図示の後部ピン26にすることに代えて、図12に示すように、球関節26′に構成し、更に、前記リンク機構11における左右一対の第2リンク杆25a、25bの前記水中翼5への連結部を、図示の前部ピン28a、28bにすることに代えて、図13に示すように、球関節28′に構成することにより、前記水中翼5のうち右半分(右側)部分5aを図16に示すように捩じったり、又は、当該水中翼5のうち左半分(左側)の部分5bを図17に示すように捩じったり、或いは、水中翼5のうち右半分(右側)の部分5aと左半分(左側)の部分5bとを互いに逆方向に捩じったりすることが容易にできるように構成することができる。
In addition, instead of using the
ところで、前記した図示の実施の形態においては、前記移動装置8の両中空軸16a、16bにおける迎え角用アーム20a、20bを前向きにし、前記リンク機構11における一本の第1リンク杆24を二本の第2リンク杆25a、25bの後ろ側に配設して、この第1リンク杆24を回転軸19に連結する一方、前記二本の第2リンク杆25a、25bを一本の第1リンク杆24の前側に配設して、前記前向きの迎え角用アーム20a、20bを介して中空軸16a、16bに連結するという構成にした場合であった。
By the way, in the illustrated embodiment described above, the angle-of-
本発明は、かかる構成にすることに限らず、前記迎え角用アーム20a、20bを後ろ向きにし、前記第1リンク杆24を両第2リンク杆25a、25bの前側に配設して回転軸10に連結する一方、両第2リンク杆25a、25bを第1リンク杆24の後ろ側に各々配設して前記後ろ向きの迎え角用アーム20a、20bを介して中空軸16a、16bに連結するという構成にすることができる。
The present invention is not limited to such a configuration, but the angle-of-
この構成にした場合、前記水中翼5における迎え角(α)の調節は、当該水中翼5における後部を、両第2リンク杆25a、25bにて上下動することによって行われる。勿論、前記水中翼5における左右半分ごとの捩じりも、前記両第2リンク杆25a、25bのうちいずれか一方の第2リンク杆の上下動にて行われる。
In this configuration, the angle of attack (α) of the
要するに、本発明においては、前記リンク機構11を、前後一対のリンク杆を有する構成にして、この前後一対のうち前部リンク杆又は後部リンク杆を、中央に位置する一本の構成にする一方、前記前後一対のうち後部リンク杆又は前部リンク杆を、左右両側に位置する二本の構成にすることができるのである。
In short, in the present invention, the
また、前記図示した実施の形態において、前記水中翼5における右半分(右側)の部分5aの捩じり、及び、左半分(左側)の部分5bの捩じりを必要としない場合、つまり、前記水中翼5によるローリングの抑制及び旋回半径の縮小を行わない場合には、前記第1リンク杆24、及び第2リンク杆25a、25bのうち第2リンク杆25a、25bを前後動用アクチェータにて前後方向に回動する構成にして、前記水中翼5を前後移動する一方、前記第1リンク24を上下動する構成にして、前記水中翼5における迎え角(α)を調節するという構造にすることができる。
In the illustrated embodiment, when twisting of the right half (right side)
すなわち、前記水中翼5における前後移動を、前記前後一対のリンク杆24、25a、25bのうち前部に位置する第2リンク杆25a、25b又は後部に位置する第1リンク杆24の回動にて行うように構成する一方、前記水中翼5における迎え角(α)の調節は、前記前後一対のリンク杆24、25a、25bのうち後部に位置する第1リンク杆24又は前部に位置する第2リンク杆25a、25bの上下動にて行うように構成にすることができる。
That is, the back-and-forth movement of the
更に換言すると、本発明は、前記リンク機構11における前後一対のリンク杆のうち前部リンク杆又は後部リンク杆を、左右二本のリンク杆25a、25bによる構成にし、前記前後一対のリンク杆のうち後部リンク杆又は前部リンク杆を、一本のリンク杆24による構成にしており、前記中空軸を、前記二本構成の両リンク杆25a、25bごとに対応する左右二つの中空軸16a、16bによって構成して、その各々を船体1に対して軸受け部17a、17bにて軸支する一方、前記回転軸10を、前記一本構成のリンク杆に対応する一本の構成にして、この一本の回転軸10の両端を、前記二つの中空軸16a、16bにて軸支するという構成にしている。
In other words, according to the present invention, a front link rod or a rear link rod among the pair of front and rear link rods in the
1 船体
1a 船体の右舷
1b 船体の左舷
2 キャビン
3a、3b 推進機(スクリュー)
4a、4b エンジン
5 水中翼
5a 水中翼の右半分(右側)の部分
5b 水中翼の左半分(左側)の部分
(α) 水中翼の迎え角
(αa) 水中翼右端の迎え角
(αb) 水中翼左端の迎え角
6 船底面
7 船体の前後中心線
8 水中翼の移動装置
9 軸受けボックス体
10 回転軸
11 リンク機構
12 前後動用アクチェータ
13a、13b 迎え角用アクチェータ
14 開口孔
16a、16b 中空軸
17a、17b 軸受け部
18a、18b 回転アーム
19 横部材
20a、20b 迎え角用アーム
21a、21b 回転アーム
22、23 シール用リング体
24 第1(後部)リンク杆
25a、25b 第2(前部)リンク杆
26 後部ピン
28a、28b 前部ピン
26′、28′ 球関節
1 Hull 1a Starboard of the
4a,
Claims (1)
前記船体(1)の前記船底面(6)に形成した開口孔(14)を塞ぐ軸受けボックス体(9)と、前記軸受けボックス体(9)に軸支した横向きの回転軸(10)と、前記回転軸(10)に前記水中翼(5)を支持させるリンク機構(11)と、前記水中翼(5)を前後移動させる前後動用アクチェータ(12)と、前記水中翼(5)の迎え角(α)を増減調節する左右一対の迎え角用アクチェータ(13a)(13b)とを備え、
前記リンク機構(11)は、長さを同じにした前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)を有していて平行運動するように構成し、前記水中翼(5)は、前記リンク機構(11)によって、当該水中翼(5)における揚力にて前記船体(1)の全体を持ち上げるようにした後部位置と、当該水中翼(5)における揚力にて前記船体(1)の前部を持ち上げるようにした前部位置とに前後移動可能に構成し、
前記前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)のうちいずれか一方は左右の中央に配設した一本のリンク杆(24)であり、前記前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)のうち残る他方は左右に配設した二本のリンク杆(25a)(25b)であり、前記一本のリンク杆(24)の上端側は、前記回転軸(10)のうち前記軸受けボックス体(9)の内側に固着し、前記二本のリンク杆(25a)(25b)の上端側は、前記回転軸(10)の両端側に回動可能に被嵌した中空軸(16a)(16b)のうち前記軸受けボックス体(9)内に固定した迎え角用アーム(20a)(20b)の先端側に、前記回転軸(10)と平行なピン(27a)(27b)で回動可能に連結し、前記各リンク杆(24)(25a)(25b)の下端側は前記水中翼(5)に回転自在に連結し、
前記前後動用アクチェータ(12)による前記回転軸(10)の正逆回転によって前記前後一対のリンク杆(24)(25a)(25b)を前後回動させて、前記水中翼(5)を前後移動させ、前記両迎え角用アクチェータ(13a)(13b)による前記両中空軸(16a)(16b)の前記回転軸(10)回りの正逆回転によって前記二本のリンク杆(25a)(25b)を上下回動させて、前記水中翼(5)の迎え角(α)を増減させるように構成した、
水中翼を備えた船舶。 A hydrofoil (5) is provided in the hull (1) below the ship bottom (6) by a suitable depth and at the center of the left and right sides so that it can be fully submerged in the water to obtain upward lift. In the ship consisting of
A bearing box body (9) for closing an opening hole (14) formed in the ship bottom surface (6) of the hull (1), and a lateral rotation shaft (10) pivotally supported by the bearing box body (9); A link mechanism (11) for supporting the hydrofoil (5) on the rotating shaft (10), a longitudinal actuator (12) for moving the hydrofoil (5) back and forth, and an angle of attack of the hydrofoil (5) A pair of left and right angle-of-attack actuators (13a) and (13b) for increasing or decreasing (α);
The link mechanism (11), has a pair of front and rear link rod that the same length (24) (25a) (25b) configured to parallel movement, said hydrofoil (5), the A rear position where the whole of the hull (1) is lifted by the lift of the hydrofoil (5 ) by the link mechanism (11), and the front of the hull (1) by the lift of the hydrofoil (5). Configured to be able to move back and forth to the front position where the part is lifted,
One of the pair of front and rear link rods (24), (25a) and (25b) is a single link rod (24) disposed in the center of the left and right, and the pair of front and rear link rods (24) (25a) ) (25b), the other left side is two link rods (25a) (25b) arranged on the left and right sides, and the upper end side of the one link rod (24) is on the rotating shaft (10). A hollow shaft (fixed to the inside of the bearing box body (9)), the upper ends of the two link rods (25a) (25b) being rotatably fitted on both ends of the rotating shaft (10) ( Pins (27a) and (27b) parallel to the rotating shaft (10) are provided on the tip side of the angle-of-attack arms (20a) and (20b) fixed in the bearing box body (9) of 16a and 16b. The link rods (24) (25a) (25 Lower end side of) is rotatably connected to said hydrofoil (5),
The pair of front and rear link rods (24), (25a) and (25b) are rotated forward and backward by forward and reverse rotation of the rotating shaft (10) by the forward / backward actuator (12), and the hydrofoil (5) is moved back and forth. The two link rods (25a) and (25b) by the forward and reverse rotation of the hollow shafts (16a) and (16b) around the rotation axis (10) by the actuators (13a) and (13b) for both angles of attack. Is configured to increase or decrease the angle of attack (α) of the hydrofoil (5).
A ship with hydrofoil.
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