(57)【要約】  カヌーの直進性能及び加速性能を向上させる。カヌー１は、船底２ａ及び船舷２ｂを含む船体２と、船体２を覆うデッキ３とを含み、船底２ａは、第１の曲線ｃ１、第２の曲線ｃ２及び第３の曲線ｃ３のように水平面内、及び船底２ａの中心線Ｃ−Ｃに平行な鉛直面内において翼型の形状の輪郭を有するように形成され、翼型の形状によって、カヌーが水に対して前方に進むときに直進性能が向上し、カヌーが水に対して後方に進むときに前方への加速性能が向上する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船首から船尾に向かう方向に輪郭が翼型の形状に形成された船底を含むカヌー。
【請求項２】
前記翼型の形状は、水平面内及び船体の中心線に平行な鉛直面内の少なくとも一方に形成された請求項１に記載のカヌー。
【請求項３】
水平面内に形成された前記翼型の形状は、上面と下面の輪郭が対称であって、船底を取り囲む請求項２に記載のカヌー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、スラロームの競技用のカヌーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カヌーを操舵して川の流れに沿ってゲートをくぐりながら上流から下流に向かって下りゴールに達するまでの時間を競うスラロームの競技が実施されている。スラロームの競技に使用されるスラロームの競技用のカヌーは、ゲートをくぐるために一定の旋回性能を有することが求められるが、左右に揺動することなく真っ直ぐに進むための直進性能や速度が伸びるための加速性能も求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のスラロームの競技用のカヌーでは、直進性能や加速性能が十分に得られないことがあった。【０００４】
この発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであり、スラロームの競技用のカヌーであって、直進性能及び加速性能を向上させたカヌーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するために、この出願に係るカヌーは、船首から船尾に向かう方向に輪郭が翼型の形状に形成された船底を含むものである。【０００６】
翼型の形状は、水平面内及び船底の中心線に平行な鉛直面内の少なくとも一方に形成されてもよい。水平面内に形成された翼型の形状は、上面と下面との輪郭が対称であって、船体を取り囲んでもよい。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によると、スラロームの競技用のカヌーの直進性能及び加速性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態のカヌーの平面図である。
【図２】本実施の形態のカヌーの側面図である。
【図３】本実施の形態のカヌーの正面図である。
【図４】本実施の形態のカヌーの底面図である。
【図５】本実施の形態のカヌーの断面図である。
【図６】本実施の形態のカヌーの船底の水平面内における輪郭を示す図である。
【図７】本実施の形態のカヌーの船底の周りの水平面内における水の流れを示す図である。
【図８】本実施の形態のカヌーによる水中の圧力の分布を示す図である。
【図９】従来のカヌーによる水中の圧力の分布を示す図である。
【図１０】本実施の形態のカヌーの船首からの流れを示す写真である。
【図１１】本実施の形態のカヌーの船尾からの流れを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施の形態のカヌーについて、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態のカヌーは、スラロームの競技用のカヌーを想定しているが、これに限らず一般のカヌーや船舶に適用することもできる。図１は本実施の形態のカヌー１の平面図であり、図２はカヌー１の側面図であり、図３はカヌーの正面図であり、図４はカヌー１の底面図であり、図５は図１の平面図に示した中心線Ｃ−Ｃを含む鉛直面で切断したカヌー１の断面図である。
【００１０】
図１の平面図などを参照すると、本実施の形態のカヌー１は、中心線Ｃ−Ｃに沿って前方の船首１ａから後方の船尾１ｂに延びた細長い船体２を有し、船体２の上部はデッキ３によって覆われている。船体２は、底部の船底２ａと、側部の船舷２ｂを含み、中心線Ｃ−Ｃを含む鉛直面について右舷と左舷とが対称な形状を有している。船体２及びデッキ３は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリエチレン、木材など様々な材料で作製することができる。
【００１１】
デッキ３は、船首１ａと船尾１ｂとの略中央で開口し、開口の直下の船体２にクルーのためのシート８やフットレスト９が備えられてコックピット４が形成されている。コックピット４の船首１ａ側及び船尾１ｂ側には、カヌー１の中空の内部を区画する隔壁１１が設けられていてもよい。コックピット４を囲むデッキ３の開口の周縁には、水の進入を防ぐスプレースカートを取り付けるための返しであるコーミング１２が形成されている。
【００１２】
本実施の形態のカヌー１は、船首１ａから船尾１ｂに向かう方向に、船底２ａの輪郭が翼型の形状に形成されている。本実施の形態では、水平面内における船底２ａの輪郭、及び中心線Ｃ−Ｃに平行な鉛直面内における船底２ａの輪郭が、それぞれ翼型の形状に形成されている。水平面内にある船底２ａの輪郭の翼型の形状は、上面及び下面の輪郭が対称な翼型である。鉛直面内にある船底２ａの輪郭の翼型の形状は、翼型の上面および下面の一方の輪郭である。
【００１３】
図２の側面図、図３の正面図などを参照すると、船体２が水面に接する喫水線Ｌ０−Ｌ０と、水面から深さ方向に進む順に、それぞれ喫水線Ｌ０−Ｌ０と平行な第１の水平線Ｌ１−Ｌ１、第２の水平線Ｌ２−Ｌ２及び第の３の水平線Ｌ３−Ｌ３とが示されている。図４の底面図には、第１の水平線Ｌ１−Ｌ１、第２の水平線Ｌ２−Ｌ２及び第３の水平線Ｌ３−Ｌ３に相当する水平面内における船底２ａの輪郭の形状が第１の曲線ｃ１、第２の曲線ｃ２及び第３の曲線ｃ３によって示されている。
【００１４】
翼型の形状は、喫水線Ｌ０−Ｌ０より下方の船底２ａに形成されてもよいし、喫水線Ｌ０−Ｌ０から所定深さより下方の船底２ａに形成されてもよい。また、翼型の形状は、喫水線Ｌ０−Ｌ０より下方の船底２ａだけではなく、喫水線Ｌ０−Ｌ０から上方の所定高さまでの船舷２ｂにまで形成されてもよい。
【００１５】
図６は、カヌー１の船底２ａの水平面内における輪郭を示す図である。図６（ａ）には、第１の水平線Ｌ１−Ｌ１を含む水平面内における船底２ａの輪郭の形状である第１の曲線ｃ１が示されている。同様に、図６（ｂ）及び図６（ｃ）には、第２の水平線Ｌ２−Ｌ２及び第３の水平線Ｌ３−Ｌ３を含む水平面内における船底２ａの輪郭の形状である第２の曲線ｃ２及び第３の曲線ｃ３が示されている。
【００１６】
カヌー１の船底２ａは、図６（ａ）の第１の曲線ｃ１、図６（ｂ）の第２の曲線ｃ２及び図６（ｃ）の第３の曲線ｃ３に示したように、水平面内で翼型の輪郭を有するように形成されている。船底２ａの輪郭が形成する翼型の形状は、船体２の中心線Ｃ−Ｃについて右舷及び左舷が対称になるように船底２ａを取り囲み、水平面が喫水線から深さ方向に進むにつれて次第に寸法が小さくなっている。
【００１７】
本実施の形態において、水平面内における船底２ａの輪郭の翼型の形状は、船首１ａ側の一方の縁２１が薄く鋭角的な形状を有し、船尾１ｂ側の他方の縁２２が丸い形状を有している。このような翼型の形状は、船尾１ｂの側から船首１ａの側に水が流れる、すなわち、水に対して後方に進むことが多いスラロームの競技を想定したものである。
【００１８】
図７は、水平面内におけるカヌー１の船底２ａの周りの水の流れを示す図である。ここでは、例として第２の水平線Ｌ２−Ｌ２を含む水平面内における船底２ａの輪郭の形状である図６（ｂ）に示した第２の曲線ｃ２を示すが、他の深さの水平面内における船底２ａの周りの水の流れも同様である。
【００１９】
図７（ａ）は、船首１ａから船尾１ｂの方向に水が流れる場合を示している。この場合は、カヌー１が水に対して前方に進む場合に対応している。船底２ａの輪郭である第２の曲線ｃ２を含む水平面内において、流線に示すように、水は翼型の一方の縁２１から他方の縁２２の方向に、第２の曲線ｃ２に沿って剥離せずに船底２ａに沿って流れている。このように船底２ａに沿って流れる水によって、船体２には船首１ａから船尾１ｂに向かう方向に抗力Ｄが発生している。
【００２０】
図８は、図７（ａ）に示した船首１ａから船尾１ｂの方向に水が流れる場合における水中の圧力の分布を数値流体力学（ＣＦＤ）により解析した結果を示す図である。図８（ａ）はカヌー１の船体２の中心線Ｃ−Ｃを含む鉛直面における圧力の分布を示し、図８（ｂ）は水面から所定深さの水平面における圧力の分布である。図中のグラデーションが濃くなるほど圧力が低くなることを示している。図中の略中央には、船体２の輪郭が示されている。
【００２１】
解析の結果によると、カヌー１の船首１ａ及び船尾１ｂでそれぞれ圧力が高くなり、船首１ａと船尾１ｂの略中央の船底２ａでも圧力が高くなっていることが見られる。また、圧力の分布は右舷及び左舷について略対称であることが見られる。
【００２２】
このように、本実施の形態のカヌー１においては、船首１ａから船尾１ｂの方向に水が流れる場合には、水は水平面内において翼型の形状の輪郭を有する船底２ａに沿って進み、圧力は右舷及び左舷について略対称である。圧力が右舷又は左舷の一方に偏ったり右舷と左舷との間で揺動したりすることがない。したがって、カヌー１の船首１ａから船尾１ｂの方向に水が流れる場合、すなわち、カヌー１が水に対して前方に進む場合には、真っすぐに前方に進むことができるような直進性能が確保されている。
【００２３】
図９は、比較例として、従来のカヌーにおいて船首から船尾の方向に水が流れる場合における水中の圧力をＣＦＤにより解析した結果を示す図である。従来のカヌーにおいて、水平面内における船底は例えば卵型の形状の輪郭を有している。図中には、水面から所定深さの水平面における圧力の分布を示している。図中のグラデーションは、薄くなるほど圧力が低くなっている。
【００２４】
解析の結果によると、カヌーの船首、右舷及び左舷の船舷でそれぞれ圧力が低くなり、右舷及び左舷の船舷における圧力は対称でないことが見られる。また、船尾からは、略所定間隔で圧力が低い部分が右舷と左舷とに略交互に発生することが見られる。このため、従来のカヌーにおいては、カヌーの船首から船尾の方向に水が流れる場合、すなわち、カヌーが水に対して前方に進む場合に、右舷及び左舷の船舷の圧力の不均衡が発生したり、船尾から右舷と左舷とに圧力の低い部分が略交互に発生したりすることにより、カヌーが右舷と左舷と間で揺動することがあり、直進性能を確保することができなかった。
【００２５】
図１０は、図７（ａ）に示した船首１ａから船尾１ｂの方向に水が流れる場合における本実施の形態のカヌー１の船底２ａの周りの水の流れについて、水槽を用いて実験した結果を示す写真である。実験は、カヌー１を縮小した模型を図中右側が船首１ａとなり、図中左側が船尾１ｂとなるように右舷を手前側にして水槽に設置し、船首１ａから船尾１ｂに向う方向に所定の流速の水流を発生させ、水素気泡法により流れを可視化した。実験結果の写真によると、鉛直面内において水はカヌー１の船首１ａから船尾１ｂの方向に船底２ａに沿って流れていることが見られる。
【００２６】
図７（ｂ）は、船尾１ｂから船首１ａの方向に水が流れる場合を示している。この場合は、カヌー１が水に対して後方に進む場合に対応し、例えばスラロームで川の流速より遅い速度で川を下っていたり、一定の場所にとどまっていたりする場合が該当する。船底２ａの輪郭である翼型の曲線ｃ２を含む水平面内において、流線に示すように、水は翼型の他方の縁２２から一方の縁２１の方向に、曲線ｃ２に沿って流れるが、流れは一方の縁２１の近くで翼型の曲線ｃ２から剥離している。船底２ａに沿って流れる水によって船体２には船尾１ｂから船首１ａに向かう方向に抗力Ｄが発生するが、流れが翼型の曲線ｃ２から剥離した部分は低圧になるため、流れが船底２ａの輪郭から剥離していない場合と比べると大きな抗力Ｄが発生する。
【００２７】
図１１は、図７（ｂ）に示した船尾１ｂから船首１ａの方向に水が流れる場合における本実施の形態のカヌー１の船底２ａの周りの水の流れについて、水槽を用いて実験した結果を示す写真である。実験は、カヌー１を縮小した模型を図中右側が船尾１ｂとなり、図中左側が船首１ａとなるように左舷を手前側にして水槽に設置し、船尾１ｂから船首１ａに向かう方向に所定の流速の水流を発生させ、水素気泡法により流れを可視化した。
【００２８】
実験結果の写真によると、鉛直面内において水はカヌー１の船尾１ｂから船首１ａの方向に船底２ａに沿って流れていることが見られるが、一方の縁２１がある船首１ａの近くで気泡が船底２ａの法線方向に不規則に運動していることが見られる。このことから、船首１ａの近くで流れが船底２ａから剥離していることが確認できる。
【００２９】
このように、本実施の形態のカヌー１においては、船尾１ｂから船首１ａの方向に水が流れる場合、船首１ａの付近で船底２ａから流れが剥離するために船体２には船尾１ｂから船首１ａに向かう方向に大きな抗力Ｄが発生する。このため、船尾１ｂから船首１ａの方向に水が流れる場合、すなわち、カヌー１が水に対して後方に進んでいる場合には、船体２に対する大きな抗力Ｄによって、船尾１ｂから船首１ａに向かう方向、すなわち、前方への速度が延びるようになり加速性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
この発明は、スラロームの競技用のカヌーの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  カヌー
２  船体
２ａ  船底
２ｂ  船舷
３  デッキ
４  コックピット
８  シート
９  フットレスト
１１  隔壁
１２  コーミング
【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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【国際調査報告】
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