(57)【要約】【課題】ダンパーの使用を不要として、低コスト化、メンテナンスの軽減あるいは省略、空気抵抗の低減を実現できる双フロート式水上飛行機の提供。【解決手段】離着水時に機体１１に作用する上下力によって、フロート１４を機体１１の胴部１２に支持する支柱１３の機体１１に対する結合点１５とフロート１４に対する結合点１６とを通る仮想直線１７の上下軸線１８に対する傾斜角度の変更を伴って、一対のフロート１４間の距離が変更されるように構成された双フロート式水上飛行機１０を提供する。【選択図】図１
2010064697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
双フロート式水上飛行機であって、
機体の胴体の下方にて左右に離隔させて配置された一対のフロートが、離着水時の上下力を個々のフロートの左右変位に変換するフロート支持機構によって前記胴体に支持され、
前記フロート支持機構は、前記胴体から斜め下方に延出するようにして左右両側に設けられ前記胴体と前記フロートとに連結された支柱とを有し、前記支柱の前記胴体に対する結合点と前記支柱の前記フロートに対する結合点とを通る仮想直線の上下軸線に対する傾斜角度の変更を伴って、前記フロートに対する前記機体の上下変位を前記フロートの左右変位に変換するようになっていることを特徴とする双フロート式水上飛行機。
【請求項２】
前記フロート支持機構は、前記フロートの復原力を発生するための復原力発生用弾性部を有し、該復原力発生用弾性部は離着水時のフロートの左右変位に伴い弾性変形されるように設けられていることを特徴とする請求項１記載の双フロート式水上飛行機。
【請求項３】
前記フロート支持機構の前記支柱は前記胴体に固定されており、各支柱はその長手方向の少なくとも一部が曲げ変形可能なばね部とされ、このばね部が前記復原力発生用弾性部として機能し、前記支柱の前記ばね部の弾性変形により前記一対のフロートが個々に左右方向に移動可能になっていることを特徴とする請求項１又は２記載の双フロート式水上飛行機。
【請求項４】
前記フロート支持機構の前記支柱は前記胴体に該胴体の長手方向に沿う軸線を中心に回転可能に取り付けられており、
前記復原力発生用弾性部として、前記支柱又は前記フロートと前記胴体とを連結するばね又は／及び左右の支柱を連結するばねを有し、このばねの弾性変形により前記一対のフロートが個々に左右方向に移動可能になっていることを特徴とする請求項１又は２記載の双フロート式水上飛行機。
【請求項５】
前記フロートの下部にフィンが突設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の双フロート式水上飛行機。
【請求項６】
着水時に、個々のフロートの水平移動によって、前記一対のフロートの互いの離隔距離が前記胴体の前側から後側に行くほど大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の双フロート式水上飛行機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は双フロート式水上飛行機に関し、特に離着水時の振動、衝撃を軽減できる双フロート式水上飛行機に関する。
【背景技術】
【０００２】
双フロート式水上飛行機にあっては離着水時の振動及び衝撃の軽減の要求がある。
例えば特許文献１のように、双フロートと機体の胴体との間をばね及びダンパーを介して結合することによって伸縮振動を吸収するようにした双フロート式水上飛行機が既に提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２２４６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のように、振動及び衝撃の減衰用の減衰器としてダンパーを用いる構成では、構造が複雑となり、コスト面でも不利であった。また、ダンパーのメンテナンスに手間とコストが掛かる、ダンパーのサイズが大きいため空気抵抗が大きい、といった問題もある。
【０００４】
本発明は、前記課題に鑑みて、ダンパーの使用を不要として、低コスト化、メンテナンスの軽減あるいは省略、空気抵抗の低減を実現できる双フロート式水上飛行機の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を提供する。
第１の発明は、双フロート水上飛行機であって、機体の胴体の下方にて左右に離隔させて配置された一対のフロートが、離着水時の上下力を個々のフロートの左右変位に変換するフロート支持機構によって前記胴体に支持され、前記フロート支持機構は、前記胴体から斜め下方に延出するようにして左右両側に設けられ前記胴体と前記フロートとに連結された支柱とを有し、前記支柱の前記胴体に対する結合点と前記支柱の前記フロートに対する結合点とを通る仮想直線の上下軸線に対する傾斜角度の変更を伴って、前記フロートに対する前記機体の上下変位を前記フロートの左右変位に変換するようになっていることを特徴とする双フロート式水上飛行機を提供する。
第２の発明は、前記フロート支持機構は、前記フロートの復原力を発生するための復原力発生用弾性部を有し、該復原力発生用弾性部は離着水時のフロートの左右変位に伴い弾性変形されるように設けられていることを特徴とする第１の発明の双フロート式水上飛行機を提供する。
第３の発明は、前記フロート支持機構の前記支柱は前記胴体に固定されており、各支柱はその長手方向の少なくとも一部が曲げ変形可能なばね部とされ、このばね部が前記復原力発生用弾性部として機能し、前記支柱の前記ばね部の弾性変形により前記一対のフロートが個々に左右方向に移動可能になっていることを特徴とする第１又は第２の発明の双フロート式水上飛行機を提供する。
第４の発明は、前記フロート支持機構の前記支柱は前記胴体に該胴体の長手方向に沿う軸線を中心に回転可能に取り付けられており、前記復原力発生用弾性部として、前記支柱又は前記フロートと前記胴体とを連結するばね又は／及び左右の支柱を連結するばねを有し、このばねの弾性変形により前記一対のフロートが個々に左右方向に移動可能になっていることを特徴とする第１又は第２の発明の双フロート式水上飛行機を提供する。
第５の発明は、前記フロートの下部にフィンが突設されていることを特徴とする第１〜３のいずれかの発明の双フロート式水上飛行機を提供する。
第６の発明は、着水時に、個々のフロートの水平移動によって、前記一対のフロートの互いの離隔距離が前記胴体の前側から後側に行くほど大きくなるように構成されていることを特徴とする第１〜５のいずれかの発明の双フロート式水上飛行機を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る双フロート式水上飛行機によれば、フロート支持機構によって、離着水時に、前記機体の胴体の前記フロートに対する上下変位が、前記胴体から斜め下方に延出されて前記フロートを支持する支柱の前記胴体に対する結合点と前記支柱の前記フロートに対する結合点とを通る仮想直線の上下軸線に対する傾斜角度の変更を伴って、前記フロートの左右変位に変換される。これにより、離着水時に機体に作用する上下力がフロートの左右変位に変換されるため、フロートの左右運動時のフロートの周囲の水のフロートに対する相対流速および相対加速度による流体反力（換言すれば造波及び造渦減衰力、摩擦減衰力、フロートの付加質量による慣性反力）により胴体の上下運動を抑制することができる。
その結果、例えば特許文献１のようなダンパーを用いることなく離着水時の振動、衝撃を軽減することができる。また、ダンパーを使用する構成に比べて、低コスト化、メンテナンスの軽減あるいは省略、空気抵抗の低減を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施した双フロート式水上飛行機について、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
図１、図２は、本発明に係る双フロート式水上飛行機１０（以下、単に水上機とも言う）の機体１１の胴体１２、支柱１３、フロート１４の関係を模式的に示す図であって、図１は正面図、図２は側面図である。図中、符号Ｗは水面である。
なお、図１ではこの水上機１０の機体１１の翼の図示を省略し、図２ではこの水上機１０の機体１１の翼のうち垂直尾翼１１ａのみを図示している。本発明に係る水上機の翼の具体的構成には限定は無い。
また、図１、図２において、上側を上、下側を下、図１において左右を左右、図２において右側を前、左側を後として説明する。
【０００９】
図１に示すように、前記水上機１０は、機体１１と、一対のフロート１４と、この一対のフロート１４を胴体１２の下方に支持するための支柱１３とを具備して構成されている。
前記機体１１は、細長の胴体１２に翼（主翼及び尾翼）を設けたものである。
一対のフロート１４は、それぞれ、機体１１の胴体１２の長手方向に沿って延在する細長形状に形成されており、左右に離隔させて互いに平行に設けられている。
図１に示すように、支柱１３は、前記胴体１２から斜め下方に延出されて左右両側に配置されている。図１においては、水上機１０が静水面上に静止状態にある場合を仮定したときの胴体１２及び支柱１３の位置を実線、機体１１に作用する上下力によって機体１１とフロート１４との上下方向の距離が接近したときの胴体１２及び支柱１３の位置を仮想線で示した。
【００１０】
図２に示すように図示例の水上機１０は、左右１対の支柱１３を、胴体１２の長手方向（前後方向）の互いに離隔された２箇所に具備しており、ひとつのフロート１４を２本の支柱１３で支持した構成となっている。
【００１１】
各支柱１３は、その長手方向の一端が胴体１２に固定されている。図中符号１５は支柱１３を胴体１２に剛結合した結合点であり、以下、機体側結合点とも言う。
また、各支柱１３の長手方向他端はピン結合部１６を介してフロート１４に取り付けられている。フロート１４は、ピン結合部１６を介して胴体１２の長手方向に沿う回転軸線を以て支柱１３に回転自在に取り付けられている（結合されている）。ピン結合部１６は、支柱１３とフロート１４との結合点として機能するものであり、以下、フロート側結合点とも言う。
【００１２】
なお、支柱１３とフロート１４との結合点としては、ピン結合部１６に限定されず、剛結合部としても良い。
【００１３】
この水上機１０に係る支柱１３は、その長手方向の少なくとも一部が曲げ変形可能なばね部とされているものである。すなわち、この支柱１３としては、その長手方向全長を剛体とするのではなく、長手方向の少なくとも一部が、例えば、板ばね、棒状ばねによって構成されているものである。図示例の水上機１０においては、支柱１３として、その長手方向において機体１１の胴体１２に固定された部分（機体側結合点１５を構成する部分）と、フロート１４との結合部であるフロート側結合点１６を構成する部分との間に位置する部分、すなわち機体側結合点１５とフロート側結合点１６との間に位置する部分全体がばね部１３ａとされている構成を例示している。
【００１４】
この水上機１０にあっては、離着水時に該水上機１０に作用する上下力によって、支柱１３のばね部１３ａが変形され、機体１１（詳細には胴体１２）の前記フロート１４に対する上下変位が生じる。これにより、機体１１の前記フロート１４に対する上下変位が、支柱１３の前記胴体１２に対する結合部１５（結合点）と前記支柱１３の前記フロート１４に対する結合部１６（結合点）とを通る仮想直線１７の、機体１１の上下軸線１８に対する傾斜角度の変更を伴って、前記フロート１４の左右変位に変換される。
【００１５】
ここで機体１１の上下軸線１８とは、機体１１の左右方向（図１左右）に垂直の軸線であり、機体１１の静止時（静水面上での静止時）に、機体１１の胴部１２の断面中心（胴部１２の長手方向に垂直の断面の中心）を通る上下軸線と重なるものを指す。
なお、左右の支柱１３は、前記上下軸線１８を介して左右両側に配置され、前記上下軸線１８は左右の支柱１３の前記胴体１２に対する結合部１５の中間位置を通る。
【００１６】
この水上機１０は、フロート１４の水中沈降深さと浮力とがばねとして作用して離着水時の振動、衝撃緩和に機能することは、周知の双フロート式水上飛行機と同様であるが、さらに、フロート１４の左右運動時のフロート１４の周囲の水のフロート１４に対する相対流速および相対加速度による流体反力（換言すれば造波及び造渦減衰力、フロート１４の左右動（水平動）の加速度で生じる付加質量による慣性反力）も得られることで、機体１１の上下運動を抑制できる利点がある。また、フロート１４の左右変位に伴うばね部１３ａの変形による復原力変化が固有振動数の変化をもたらすことで振動抑制に寄与する。
この水上機１０にあっては、機体１１の胴体１２と、支柱１３とが、離着水時に機体１１に作用する上下力をフロート１４の左右変位に変換するフロート支持機構を構成する。
【００１７】
支柱１３のばね部１３ａは、水上機１０の着水時（飛行している状態から着水するとき。以下同）に、その弾性変形により一対のフロート１４の互いに離間する方向への変位（左右動。水平動）を実現し、かつ、フロート１４の変位量の増大に伴い変形量が大きくなってその弾性によってフロート１４に与える復原力も増大するように構成される。このため、飛行中の水上機１０の着水時には、フロート１４の水中沈降深さと浮力とがばねとして作用することに加えて、フロート１４の左右運動により発生する前記流体反力、及び、支柱１３のばね部１３ａ（復原力発生用弾性部）の弾性によるフロート１４の復原力も振動、衝撃の緩和に寄与する。さらに、フロート１４の左右変位に伴うばね部１３ａの変形による復原力変化が固有振動数の変化をもたらすことも振動抑制に寄与する。
【００１８】
ここで前記流体反力を、この水上機１０の着水時を例に説明する。
水上機１０の着水時には、該水上機１０に作用する上下力（ここでは下方への変位力）によって、支柱１３のばね部１３ａ（復原力発生用弾性部）が弾性変形されることで、図１中仮想線に示すように、一対のフロート１４に互いに離間する方向への変位（左右動）が生じる。
ここで、水平動するフロート１４の周囲の流体（水）に対する相対運動によって、造波減衰力、造渦減衰力、フロート１４の付加質量による慣性反力が発生する。
造渦減衰力は、フロート１４の左右動に伴うフロート１４の移動方向後側での流体（水）の渦１９の形成によって生じる減衰力を指す。
【００１９】
図１、図２に例示した図示例の水上機１０は、フロート１４として、その下部にフィン１４ａが突設されている構成のものを採用して、フロート１４の左右動に伴う造波減衰力及び造渦減衰力を増大させている。
但し、本発明に係る水上機としては、フィンが突設されていないフロートも採用可能である。
【００２０】
水上機１０の離水時（水上にある状態から離水するとき。以下同）には、支柱１３のばね部１３ａの弾性によって、一対のフロート１４に互いに接近する方向への変位（左右動）が生じる。これにより、離水時にも、フロート１４の左右運動により発生する前記流体反力が、振動、衝撃の緩和に寄与することとなる。
水上機１０が水上に静止しているときには、支柱１３のばね部１３ａに機体１１の質量（重量）による変形が与えられており、その分、一対のフロート１４間の距離が、支柱１３に機体１１の質量が作用していないときに比べて大きくなっている。水上機１０が離水すれば、支柱１３及びフロート１４に対する機体１１の質量が除荷された状態となるため、支柱１３のばね部１３ａの弾性によって一対のフロート１４間の距離が水上機１０が水上に静止しているときに比べて小とされる。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図３は、本発明に係る双フロート式水上飛行機２０（以下、単に水上機とも言う）の機体１１の胴体１２、支柱２３、フロート１４の関係を模式的に示す正面図である。
なお、図中、第１実施形態と同様の構成部分については共通の符号を付している。
【００２２】
図３に示すように、この実施形態の水上機２０は、第１実施形態の水上機１０にて採用したばね部１３ａを有する支柱１３にかえて、全体が剛体である支柱２３を採用し、この支柱２３をピン結合部２５を介して機体１１の胴体１２に前記胴体１２の長手方向に沿う軸線を中心に回転可能に取り付け、この支柱２３の前記胴体１２とは反対側の端部にフロート１４を取り付け（図３中、符号２６は、支柱２３とフロート１４との結合点。以下、フロート側結合点とも言う）、離着水時に左右動するフロート１４の復原力を発生するためのばね２４（復原力発生用弾性部）を支柱２３とは別体に設けた点が第１実施形態の水上機１０と異なる。他の構成は第１実施形態の水上機１０と同様である。
ピン結合部２５は、機体１１の胴体１２に対する支柱２３の結合点（機体側結合点）として機能する。
【００２３】
図３ではこの水上機１０の機体１１の翼の図示を省略している。本発明に係る水上機の翼の具体的構成には限定は無い。
また、図３において、上側を上、下側を下として説明する。
【００２４】
図３に示すように、この水上機２０は、機体１１と、左右に離隔させて互いに平行に配置された一対のフロート１４と、この一対のフロート１４を機体１１の胴体１２の下方に支持するための支柱２３と、前記ばね２４とを具備して構成されている。
前記支柱２３は、前記胴体１２から斜め下方に延出されて左右両側に配置されている。
左右の支柱２３は、機体１１の胴部１２の断面中心（胴部１２の長手方向に垂直の断面の中心）を通る前記上下軸線１８を介して両側に配置されている。前記上下軸線１８は左右の支柱２３の前記胴体１２に対する結合点（ピン結合部２５）の中間位置を通る。
【００２５】
図示例の水上機２０は、左右１対の支柱２３を、胴体１２の長手方向（前後方向）の互いに離隔された２箇所に具備しており、ひとつのフロート１４を２本の支柱２３で支持した構成となっている。
【００２６】
支柱１３とフロート１４との結合点２６（フロート側結合点）は、ここではピン結合部であるが、これに限定されず剛結合部としても良い。
また、図示例ではフィン１４ａ付きのフロート１４を採用しているが、これに限定されずフィン１４ａを具備していない構成のフロートを採用可能であることも第１実施形態と同様である。
【００２７】
図３に例示した水上機２０において、前記ばね２４として、支柱２３の前記ピン結合部２５からフロート側結合点２６側にずれた位置（符号２４ａのばね結合点）と機体１１の胴体１２の前記ばね結合点２４ａの上方に位置する部位（符号２４ｂのばね結合点）とに連結された板ばねを採用した構成を例示しているが、機体１１の胴部１２と支柱２３（あるいはフロート１４）とを連結するように設けられるばね２４（以下、符号２４１を用いて、連結ばね、とも言う）の設置位置、種類は適宜選択可能であり前記板ばねに限定されない。この連結板２４１としては板ばねにかえて例えば圧縮コイルばね等を採用することもできる。また、支柱２３及びフロート１４が、その左右動によって、機体１１の胴部１２の断面中心（胴部１２の長手方向に垂直の断面の中心）を通る上下軸線１８から離隔する方向に移動したときに引き延ばされるように、コイル状の引っ張りばねを設けた構成等も採用可能である。
【００２８】
なお、この連結ばね２４１は、従来の水上機の双フロートと機体の胴体との間に介在されるダンパーに比べて小型かつ軽量で済む。連結ばね２４１に機体１１の胴体１２の外側に位置する部分が存在したとしても、ダンパーに比べて空気抵抗を小さくすることができる。圧縮コイルばねや、コイル状の引っ張りばねに、機体１１の胴体１２の外側に位置する部分が存在する場合は、該部分をカバー等で覆っておくことが空気抵抗の低減の点で好ましい。板ばねは、空気抵抗の低減の点で、圧縮コイルばねやコイル状の引っ張りばねよりも好適である。
【００２９】
この水上機２０において、各支柱２３は、ばね２４の弾性によって、前記機体１１の胴体１２から斜め下方に延出された状態に弾性保持される。
この水上機２０は、着水時には、上下力によって、ばね２４の弾性に抗して支柱２３にピン結合部２５を中心とする回転（揺動）が生じて（図３中、仮想線で示す支柱２３を参照）、一対のフロート１４が互いに離隔する方向に変位（左右動）するようになっている。前記ばね２４は、着水時の支柱２３の揺動（ここではピン結合部２５を中心とする回転）によって弾性変形され、かつ、フロート１４の変位量の増大に伴い変形量が大きくなってその弾性によってフロート１４に与える復原力も増大するように構成される。
このため、飛行中の水上機１０の着水時には、第１実施形態の水上機と同様に、フロート１４の左右運動による流体反力（造波及び造渦減衰力、フロート１４の左右動（水平動）の付加質量による慣性反力）を得ることができる。また、ばね２４（復原力発生用弾性部）の弾性によるフロート１４の復原力も振動、衝撃の緩和に寄与する。さらに、フロート１４の左右変位に伴うばね２４の変形による復原力変化が固有振動数の変化をもたらすことも振動抑制に寄与する。
【００３０】
水上機２０の離水時には、ばね２４の弾性によって、一対のフロート１４に互いに接近する方向への変位（左右動）が生じる。これにより、離水時にも、フロート１４の左右運動により発生する前記流体反力が、振動、衝撃の緩和に寄与することとなる。
水上機２０が水上に静止しているときには、ばね２４に機体１１の質量（重量）による変形が与えられており、その分、一対のフロート１４間の距離が、支柱２３に機体１１の質量が作用していないときに比べて大きくなっている。水上機２０が離水すれば、支柱２３及びフロート１４に対する機体１１の質量が除荷された状態となるため、ばね２４の弾性によって一対のフロート１４間の距離が水上機１０が水上に静止しているときに比べて小とされる。
【００３１】
この水上機２０にあっては、離着水時に該水上機１０に作用する上下力によって、支柱２３にピン結合部２５を中心とする回転が生じることで、ばね２４が変形され、機体１１（詳細には胴体１２）の前記フロート１４に対する上下変位が生じる。これにより、機体１１の前記フロート１４に対する上下変位が、支柱２３の前記胴体１２に対するピン結合部２５（結合点）と前記支柱２３の前記フロート１４に対する結合部２６（結合点）とを通る仮想直線２７の上下軸線１８に対する傾斜角度の変更を伴って、前記フロート１４の左右変位に変換される。
この水上機２０にあっては、機体１１の胴体１２と、支柱１３と、ばね２４とが、離着水時に機体１１に作用する上下力をフロート１４の左右変位に変換するフロート支持機構を構成する。
【００３２】
ばね２４が前記板ばねからなる連結ばね２４１の場合（この場合の連結ばねを、以下、板ばねとも言う）、水上機２０の着水時に支柱２３の回転と板ばね２４１の曲げ変形（弾性変形）とが生じるように構成する。そして、支柱２３の回転に伴いフロート１４の変位量が増大すると、これにしたがって板ばね２４１の変形量が大きくなって、その弾性によってフロート１４に与える復原力も増大する。
水上機２０の離水時には、板ばね２４１の弾性によって、一対のフロート１４に互いに接近する方向への変位（左右動）が生じるようにする。
【００３３】
なお、前記連結ばね２４１としては、支柱２３の前記ピン結合部２５からフロート側結合点２６側にずれた位置（ばね結合点２４ａ）と機体１１の胴体１２の前記ばね結合点２４ａの上方に位置する部位（ばね結合点２４ｂ）とを上下に連結する構成に限定されず、例えば胴体１２のばね結合点２４ｂとフロート１４とを連結するコイルばね（圧縮ばね又は引っ張りばね）等であっても良い。
【００３４】
支柱２３とは別に設けるばね２４（復原力発生用弾性部）としては、前記連結ばね２４１に限定されず、例えば、図４に示すように、機体１１の胴体１２に対して支柱２３を枢着するためのシャフト２９（ピン結合部２５を構成するシャフト２９）に外挿したコイル状のねじりばね２４２や、図５〜図７に例示したように機体１１の胴体１２に対して支柱２３を枢着するためのシャフトとして機能するトーションバー２４３なども採用可能である。
【００３５】
図４に示すねじりばね２４２は、機体１１の胴体１２の長手方向（図４左右方向）に沿って延在配置されたシャフト２９に外挿されており、該ねじりばね２４２を構成する線材の一端を機体１１の胴体１２に固定し（ばね結合点２４２ａ）、前記線材の他端を支柱２３の前記ピン結合部２５からフロート側結合点２６側にずれた位置（ばね結合点２４２ｂ）に固定している。
図中符号２９ａは、シャフト２９を機体１１の胴体１２に取り付けた取付部である。
【００３６】
図５に示すトーションバー２４３は、機体１１の胴体１２の長手方向（図４左右方向）に沿って延在するようにして、前記胴体１２の長手方向の２箇所に設けられた支柱２３の個々に対応して設けられている。各トーションバー２４３は、その長手方向の一端が胴体１２に固定されている。図中符号２４３ａは、トーションバー２４３を胴体１２に固定した固定部である。支柱２３は、トーションバー２４３の長手方向他端に固定されており、トーションバー２４３のねじり変形によってトーションバー２４３を中心とする軸回りに回転動する。
【００３７】
図６、図７は、トーションバー２４３と支柱２３とを固定した固定部２４３ｂの一例を示す。
図６、図７において、この固定部２４３ｂは、支柱２３の長手方向一端に固定した固定用ブロック２３１に貫設されたトーションバー嵌合孔２３２に、トーションバー２４３の長手方向他端のスプライン軸部２４３ｃを収納して嵌合した構成になっている。トーションバー嵌合孔２３２の内周面には、トーションバー２４３のスプライン軸部２４３ｃの外周に複数本突設されている突条２４３ｄが挿入される複数本の溝２３３が形成されており、トーションバー２４３のスプライン軸部２４３ｃに固定用ブロック２３１を外挿して嵌合することで、トンションバー２４３と支柱２３との間のトルクの伝達が確実に行われる。トーションバー２４３のスプライン軸部２４３ｃの突条２４３ｄはトーションバー２４３の長手方向に沿って延在形成されており、固定用ブロック２３１のトーションバー嵌合孔２３２の内周面の溝２３３はトーションバー嵌合孔２３２の中心軸線方向（支柱２３の長手方向に直交する方向）に延在形成されている。
図中符号２３４、２３５ａ、２３５ｂは、トーションバー嵌合孔２３２内に収納したトーションバー２４３のスプライン軸部２４３ｃの固定用ブロック２３１からの離脱を防止するための押さえ板であり、ボルト２３６によって固定用ブロック２３１に締め付け固定される。
【００３８】
なお、ばね２４としては、上述の構成に限定されず、例えば、図８に示すように、左右の支柱２３を連結するコイルばね２４４であっても良い。
【００３９】
（本発明に係る水上機の運動方程式）
図９は、本発明に係る水上機の離着水時の機体の上下方向の速度、加速度に対する支柱の挙動について説明する図である。
図９において符号３３は支柱である。ここで支柱３３は、第１実施形態に係る水上機の支柱１３、第２実施形態に係る水上機の支柱２３のいずれでも良いものとする。
図９において、前記支柱３３の左上端部は機体１１の胴体１２との結合されており、右下端部はフロート１４との結合されているものとする。
【００４０】
図９においては、上側が上、下側が下、左側が左、右側が右であり、Ｚ軸は上下方向の座標軸、Ｙ軸は左右方向の座標軸である。また、Ｚ軸は、機体１１の胴体１２の中心を通る上下軸線である。
【００４１】
機体１１がＺ軸上で上方向に変位すると、支柱３３の長さは変化せず、フロート１４がｙ軸上で左右動（水平動）するものと仮定する。
この場合の幾何学的な関係から、図９中実線で示した支柱３３の上端（左上端）がｚだけ上方向に微小変位したとき、支柱３３の下端の水平方向（左右方向）の変位量ｙは以下の（１）式によって表すことができる。
なお、この（１）式において、ｈは図９中実線で示した支柱３３の上端（左上端）のＺ軸座標、ｂは図９中実線で示した支柱３３の右端（右下端）のＹ軸座標である。
【００４２】
【数１】
2010064697.tif 000003
【００４３】
機体の上下方向の速度、加速度によりフロートの水平方向の速度、加速度も（１）式の１階微分、２階微分で表されるから、水平変位、速度、加速度による反力Ｆｙ（水平方向の反力。図１０参照）は以下の（２）で表すことができる。
なお、この（２）式において、ｍはフロート単体の質量、Δｍはフロート単体の水平方向の付加質量、Ｄｙは水平方向の減衰係数、Ｃｙは水平方向の復原力係数である。
また、式（２）中、「’」は１階微分を、「”」は２階微分を示す。このことは以下の（４）式、（５）式についても共通である。
【００４４】
【数２】
2010064697.tif 000004
【００４５】
この水平力（反力Ｆｙ）は支柱３３の軸力を介して次式（（３）式）のように上下力Ｆｚ（図１０参照）に変換される。
なお、この（３）式において、θは、図９中実線で示した支柱３３のＺ軸（上下軸線）に対する傾斜角度である。換言すれば、前記支柱３３と機体１１の胴体１２との結合点と、支柱３３とフロート１４との結合点とを通る仮想直線のＺ軸（上下軸線）に対する傾斜角度である。
【００４６】
【数３】
2010064697.tif 000005
【００４７】
フロートのＹ方向変位無しの場合、機体ヒーブの自由運動方程式は以下の（４）式で表される。
なお、Ｍは水上機全体の質量、ΔＭはフロートの垂直方向付加質量、Ｄｚは垂直方向の減衰係数、Ｃｚは垂直方向の復原力係数、Ｚは垂直変位である。
【００４８】
【数４】
2010064697.tif 000006
【００４９】
この（４）式の各項に、（２）式、（３）式で表される各項をプラスすると、以下の（５）式のように、本発明に係る水上機の機体ヒーブの自由運動方程式が得られる。この自由運動方程式は、既述の第１、第２実施形態を含む本発明に係る水上機に共通して適用可能である。
なお、（５）式においてＦｚを２倍したのは、左右のフロートがあるためである。
【００５０】
【数５】
2010064697.tif 000007
【００５１】
（５）式を参照して明らかなように、全体的に上下運動に対して慣性反力、減衰力、復原力が増加する形となる。特に減衰力は、フロートの左右動により周囲流体（水）との相対運動から発生する造波減衰力、造渦減衰力、摩擦減衰力が上下方向の減衰力に変換されるから、特別な減衰器を設置する必要がなくなる。
【００５２】
（一対のフロートがハの字形に回転運動する構成）
本発明に係る水上機は、機体の上下運動（ヒーブ）、縦回転（ピッチ。図２中仮想線）によって、個々のフロート１４が水平移動によって左右に動くだけとした構成であっても良いが、図１１に示すように、一対のフロートが左右動だけでなく回転運動して、前記一対のフロート１４の互いの離隔距離が前記胴体１２の前側（図１１中右側）から後側（図１１中左側）に行くほど大きくなるように構成しても良い。
この構成の場合、例えば、水上機の着水時に、前記一対のフロート１４の互いの離隔距離が前記胴体１２の前側（図１１中右側）から後側（図１１中左側）に行くほど大きくなることで、一対のフロート１４を水上機の減速装置としても有効に機能させることができる。また、水上機の離着水時や水上滑走時の振動抑制の点でも好ましい。
【００５３】
上述のように、機体の上下運動（ヒーブ）、縦回転（ピッチ）によって、一対のフロート１４の互いの離隔距離が前記胴体１２の前側から後側に行くほど大きくなるようにすることは、例えば以下の（ａ）、（ｂ）の構成によって実現することができる。
（ａ）機体１１の胴体１２の長手方向及びフロート１４の長手方向の複数箇所に設けられた復原力発生用弾性部（例えば、第１実施形態の支柱１３のばね部１３ａや、第２実施形態のばね２４）の弾性によってフロート１４に与えられる復原力発生用弾性部毎の復原力係数（復原力発生用弾性部毎に算出される復原力係数）が、フロートの前端側（図１１中右側）から後端側（図１１中左側）に行くにしたがって小さくなるように設定した構成。
（ｂ）フロートの前端側に比べて後端側の方が、流体反力が小さくなるようにした設計したフロートを具備する構成。例えば、フロートのフィンの前記フロートからの突出寸法が前記フロートの前端側に比べて後端側の方が低くなっている構成。あるいは、前記フロートの長手方向において該フロートの後端部に前記フィンが突設されていない領域が存在する構成。フロートの前端側に比べて後端側の方が沈降深さが深く確保されるようにしたフロートの設計等。
【００５４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、適宜変更可能であることは言うまでも無い。
例えば、ひとつのフロートを機体の胴体に支持するための支柱の本数は２本に限定されず、１本あるいは３本以上であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る第１実施形態の双フロート式水上飛行機の機体の胴体、支柱、フロートの関係を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の双フロート式水上飛行機の機体の胴体、支柱、フロートの関係を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明に係る第２実施形態の双フロート式水上飛行機の機体の胴体、支柱、フロートの関係を模式的に示す正面図である。
【図４】本発明に係る第２実施形態の双フロート式水上飛行機の復原力発生用弾性体として、機体の胴部と支柱とに連結されたコイル状のねじりばねを用いた構成を例示する図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の双フロート式水上飛行機の復原力発生用弾性体としてトーションバーを用いた構成を例示する図である。
【図６】図５のトーションバーに支柱を固定した固定部の構成の一例を示す平面図である。
【図７】図６の固定部の構成を示す分解斜視図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態の双フロート式水上飛行機の復原力発生用弾性体として、左右の支柱を連結するばねを用いた構成を例示する図である。
【図９】本発明に係る水上機の離着水時の機体の上下方向の速度、加速度に対する支柱の挙動について説明する図である。
【図１０】本発明に係る水上機の離着水時の機体の上下方向の速度、加速度によるフロートの移動に対する反力Ｆｙ（水平方向の反力）、及び、該反力Ｆｙが支柱の軸力を介して変換される上下力Ｆｚを示す図である。
【図１１】一対のフロートがハの字形に回転運動する構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…水上機、１１…機体、１２…胴体、１３…支柱、１３ａ…復原力発生用弾性部、ばね部、１４…フロート、１４ａ…フィン、１５…機体側結合点、１６…フロート側結合点、１７…仮想直線、１８…上下軸線、１９…渦、
２０…水上機、２３…支柱、２３１…固定用ブロック、２３２…トーションバー嵌合孔、２３３…溝、２３４，２３５ａ、２３５ｂ…押さえ板、２３６…ボルト、２４…復原力発生用弾性部、ばね、２４ａ、２４ｂ…ばね結合点、２４１…復原力発生用弾性部、連結ばね、２４２…復原力発生用弾性部、ねじりばね、２４２ａ、２４２ｂ…ばね結合点、２４３…復原力発生用弾性部、トーションバー、２４３ａ、２４３ｂ…固定部、２４３ｃ…スプライン軸部、２４３ｄ…突条、２４４…コイルばね、２５…機体側結合点、２６…フロート側結合点、２７…仮想直線、２９…シャフト、２９ａ…取付部、
３３…支柱、Ｗ…水面。
【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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