JP2002145189A

JP2002145189A - 船舶における機器構造

Info

Publication number: JP2002145189A
Application number: JP2000342319A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Fujiwara; 義則藤原; Minoru Nakajima; 稔中島; Yasuaki Ishihara; 泰明石原; Atsushi Takeda; 敦竹田
Original assignee: AITOKU KK; Nakashima Propeller Co Ltd
Current assignee: AITOKU KK; Nakashima Propeller Co Ltd
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】建造コストと運航コストを低減するととも
に、低公害で、かつ、快適な載り心地を可能にするトー
タルシッププランを提案する。【解決手段】内燃機関式定速回転型原動機とこの原動
機によって駆動される発電機とからなる駆動ユニット
と、該発電機で駆動される電動機とこの電動機で駆動さ
れるＣＰＰを有する縦型推進器とからなる推進ユニット
とを有し、発電機と電動機を導電線で連結したことを特
徴とする船舶における機器構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中小型のバラ積み
貨物船、コンテナー船、タンカー、ＬＰＧ船等、各種の
船舶における機器構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先に、定速回転型原動機と
推力を遠隔操作で変更できるＣＰＰを有する推進器を組
み合わせることで、建造コストや運航コストの低減を始
めとして多くの利点が生ずるトータルシッププランを提
案している（特開平１２−１０８９９２号）。又、船舶
に搭載する駆動機器と推進機器の種類や配置を考慮する
ことで、船倉、則ち、積荷スペースを拡張することにも
成功している（特開平１２−１０８９９３号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この考えを
更に前進させたもので、本発明を実施することにより、
より徹底したコストダウンと積荷スペースの拡張が可能
になるし、ＣＯ₂ の排出も抑制できて地球環境の改善に
もなるようにしたものである。則ち、本発明は、船舶の
航行機能を駆動ユニットと推進ユニットとが協働するも
のとして捉え、これらを分離する構成にするとともに、
これらの連結に面倒な機械的構成を必要としない方途を
採用することで、その配置に大幅な自由度が得られるよ
うにしたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題の下、本発明
は、内燃機関式定速回転型原動機とこの原動機によって
駆動される発電機とからなる駆動ユニットと、該発電機
で駆動される電動機とこの電動機で駆動されるＣＰＰを
有する縦型推進器とからなる推進ユニットとを有し、発
電機と電動機を導電線で連結したことを特徴とする船舶
における機器構造を提供する。

【０００５】本発明は、要するに、船舶の航行に必要な
機器を駆動ユニットと推進ユニットとに分け、その連結
にプロペラシャフト等、機械的構成を必要としないもの
にしたのであるから、駆動ユニットをどこにでも設置で
きる。則ち、推進ユニットの設置場所は船尾に限定され
るものの、駆動ユニットはこれとは無関係に、例えば、
推進ユニットと大きくオフセットした個所で、しかも、
ずっと離れた個所にでも設置できる。その結果、据付け
や保守を容易にしてコストを下げることができるし、船
倉を拡大して積荷スペースを拡張できるのである。

【０００６】この場合、縦型推進器とは、プロペラ（Ｃ
ＰＰ）を駆動する軸を縦に設けた構造のものであるが、
これには、旋回式もあれば非旋回式のものもある。前者
であれば、操舵機能を持つことになるから、舵装置は不
用であるし、後者であれば、別に舵装置等を必要とする
が、推進器自体の構造は簡単になる利点がある。又、以
上の原動機と発電機及び発電機と縦型推進器がそれぞれ
直結されるものにすれば、構造も簡単になってコストが
安くなるし、占有スペースも小さくなる。更に、これら
駆動ユニットと推進ユニットの組合せが二又は三以上設
けられる多軸タイプのものも考えられるから、船舶の目
的や求められる船速や機能に応じて適宜に設定できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一例を示す船尾部
分の側面図、図２は図１のＡーＡ相当断面図であるが、
本発明は、内燃機関式定速回転型原動機（以下、原動
機）１０とこの原動機１０によって駆動される発電機１
２とからなる駆動ユニットＡと、この発電機１２によっ
て起こされた電気で駆動される電動機１４とこの電動機
１４で駆動される縦型推進器１６とからなる推進ユニッ
トＢとを有する。

【０００８】この場合、発電機１２は一般的な交流発電
機でよく、電動機１４も一般的な誘導電動機でよい。勿
論、両者は導電線１８で連結されており、発電機１２で
起こされた電気で電動機１４が駆動できるようにしてあ
る。この場合、原動機１０や発電機１２及び電動機１４
の作動は操舵室内における遠隔操作で制御できるように
なっている。尚、本例では、推進ユニットＢを船尾に配
置し、駆動ユニットＡをその近くの前方に配している。

【０００９】駆動ユニットＡを構成する原動機１０は、
内燃機関型のエンジンでよいが、発電機１２を駆動する
ためのものであるから、定速で作動させられる定速型の
ものが効率的である。この種のエンジンとしては、従来
補機駆動用に使用されていたようなものが該当し、これ
によると、専門の機関員は不要で、操舵室等で遠隔制御
できるものがある。本例における原動機１０と発電機１
２とは、直結された状態でベース２０に設けられてお
り、このベース２０は適当な中甲板２２等に防振マウン
ト２４を介して設置されている。直結したのはスペース
を節約するためであり、防振マウント２４を使用したの
は居住性や積荷に悪影響を及ぼす振動を防ぎ、同時に防
振構造を省略して船殻構造を軽量化するためである。

【００１０】推進ユニットＢは縦型推進器１６に電動機
１４を組み合わせたものであるが、これも本例では両者
を直結して省スペース化と構造簡略化を図っている。縦
型推進器１６は、前記したように駆動軸を縦に設けたも
のであり、縦コラム２６とその下部に設けられる出力部
２８及びその後方に突出させられて設けられるＣＰＰ３
０（これをプッシュ型（プッシャー型）という）とから
なるものである。尚、縦コラム２６の断面形状は、前後
に細長い紡錘形にして水の抵抗を抑え、流力的性能を向
上させるものにするのは言うまでもないし、ＣＰＰ３０
は縦コラム２６の前方に突出させるプル型（トラクター
型）と称せられるものもある。そして、本例では、縦コ
ラム２６の上部に電動機１４を直接取り付けている。

【００１１】ところで、本例における推進ユニットＢ
は、船尾の船体３２の底に孔３３をあけ、ここから挿入
して中甲板２２に設けられた架台３４にボルト等で止め
るようにしている。こうすると、この上方の上甲板３６
を据付けや保守のためにあけておく必要はなくなり、船
橋３８をこの上まで後方移動でき、上甲板３６の前方ス
ペースを広くとれ、結果的に積荷スペースを拡張する。
加えて、本例では、駆動ユニットＡを船橋３８の下方の
中甲板２２上に設置しているが、この他に図示は省略す
るが、船橋３８の内部或いは船橋３８の傍の上甲板３６
上に設置することも可能である。むしろ、船橋３８に付
設して上甲板３６上に開閉可能な屋根等で覆って設けて
おけば、修理等に際しては屋根を開けて吊り上げるよう
なこともできるから、作業が簡単で修理費が安くなる。

【００１２】蓋し、本発明は、駆動ユニットＡと推進ユ
ニットＢとの連結にプロペラシャフト等の機械的構成が
不必要で、単に導電線１８で連結するだけでよいのであ
るから、このようなことができるのである。このよう
に、駆動ユニットＡはどこに設置してもよいのであるか
ら、例えば、使い勝手の悪い船首やその他の個所の上甲
板３６等に小屋を設けて設けてもよいし、上甲板３６に
ハッチを形成してその下の中甲板２２に設けてもよい。
こうすると、スペースを有効利用でき、積荷スペースを
拡張する。

【００１３】図３は縦型推進器１６の断面構造を示す説
明図であるが、縦コラム２６の中には電動機１４の出力
軸に連結される縦駆動軸４０が下方の出力部２６の中ま
で延び、この中でＣＰＰ３０に連結されるプロペラ軸４
２とベベルギア機構４４で連結されている。ＣＰＰ３０
は、プロペラ羽根４６とプロペラボス４８を有してお
り、プロペラ羽根４６の基端には、プロペラボス４８に
埋入されるクランクリング５０が取り付けられている。
このクランクリング５０は、プロペラ軸４２の軸芯に対
して直角な軸芯の回りに回動可能に構成されている。

【００１４】プロペラ軸４２の中心には、外周に突設さ
れたピン５２がクランクリング５０の底面に形成された
溝５４に嵌入する状態のクロスヘッド５６がその軸芯方
向にスライド可能に設けられている。この場合、ピン５
２は、クランクリング５０の軸芯から偏心した位置に嵌
入しており、クロスヘッド５６がスライドすると、クラ
ンクリング５０、則ち、プロペラ羽根４６の向き（ピッ
チ）が変わるようにしてある。

【００１５】このクロスヘッド５６のハブ５８は、プロ
ペラ軸４２に対して所定の隙間６０を保って貫通する送
油パイプ６２に結合されている。送油パイプ６２は、プ
ロペラ軸４２の前部にも突出しており、ここに固定的に
設けられる圧油給排器６４に回転可能に突入している。
圧油給排器６４には、二つの圧油ポート６６、６８が形
成されており、各圧油ポート６６、６８は、送油パイプ
６２の中と、送油パイプ６２とプロペラ軸４２との隙間
６０にそれぞれ連通している。

【００１６】このような構成をとることにより、クロス
ヘッド５６はピストンとなり、ハブ５８を境とする二つ
の密閉空間はそれぞれが正圧室７０と背圧室７２となる
シリンダ構造を構成する。従って、圧油ポート６６、６
８から圧油を給排すると、クロスヘッド５６は前後し、
これに伴ってそのピン５２がクランクリング５０を軸芯
回りに回転させてプロペラ羽根４６のピッチを変更する
ことになる。この場合、ピッチの変更は正角から負角に
亘り、これによって速度の変更及び前後進の切換えが可
能になる。

【００１７】加えて、本例では、縦型推進器１６の後方
に舵装置８０を設けたものを示している。縦型推進器１
６によると、縦コラム２６を旋回させることでプロペラ
軸４２の向きが変えられることになって操舵ができるこ
とになる。しかし、そうすると、構造が複雑になるか
ら、本例では、この旋回機能を廃して構造を簡単にし、
その代わりに、ＣＰＰ３０の後方に舵装置８０を設けて
いる。尚、本例の舵装置８０は、下方に舵板８２を取り
付ける舵軸８４が船体３２内に突入する単葉舵を示して
おり、この舵軸８４を油圧シリンダ等の操舵アクチュエ
ータ（図示省略）で作動させるものである。この他、舵
板の後部に副舵板が付いた複葉舵であってもよい。

【００１８】この他、船尾の船底３２ａには船体３２を
安定させるためのセンタースケグ９０が設けられてい
る。更に、縦コラム２６は、船底３２ａに沿う流れに合
わせて傾けてある。ＣＰＰ３０に入る流れを最適にする
ためである。図７は二軸タイプの船尾形状を示す斜視
図、図８は三軸タイプの船尾形状を示す斜視図である
が、このような多軸タイプになると、船尾形状はバドッ
ク形状が好ましい。バドック形状とは、後方に行くほど
船底３２ａが切れ上がる形状を言うのであるが、それだ
けではなく、この部分はほぼ二次元平面で、しかも、船
腹が狭くなっていない形状を言うのである。こうする
と、製造も容易であるし、何よりも船体抵抗の増大をも
たらせない利点がある。

【００１９】図４、図５は駆動ユニットＡと推進ユニッ
トＢの配置状態を示す説明図であるが、前記の例は、両
ユニットＡ、Ｂ共に船尾部分に配置し、船橋３８もでき
るだけ後方に移行させたものである（図４）。こうして
も、船橋３８を後方に移動でき、しかも、駆動ユニット
Ａの設置に制約を受けないことによって中甲板２２や上
甲板３６のスペース、則ち、積荷スペースを増大させる
ことができる。しかし、もっとも効果的なのは、図５に
示すように、船橋３８と駆動ユニットＡをできるだけ前
方に移した場合である（これらは、船首側の船身が細く
なっているような個所にも設置できる）。こうすると、
船尾の後端までが積荷スペースとして利用できるから、
積荷スペースが大幅に増大することになる。尚、これら
のことは積荷の種類を問わないから、バラ積み船、コン
テナー船、タンカー等すべての船舶に言えることであ
る。

【００２０】図６は本発明の他の実施例を示す船舶の背
面図であるが、本例のものは、駆動ユニットＡと推進ユ
ニットＢの組を左右に二つずつ設ける二軸タイプのもの
である（但し、それぞれの発電機１２で起こされた電気
は共に他の電動機１４に供給できるように配線してお
く）。この場合、船尾のバドック形状が有効に作用する
が、こうすると、推進ユニットＢをより高い位置に設置
でき、推進効率の良いものになるし、これに加えて、一
つのユニットが故障等しても、他のユニットで航行でき
るから、安全性が高い。又、定格一杯の作動を必要とし
ないときには、一つの発電機１２のみを作動させてこれ
を両方の推進ユニットＢに配電することで、省エネ効果
が図られるといった利点がある。

【００２１】

【発明の効果】以上、本発明は、船舶の航行に必要な機
器を駆動ユニットと推進ユニットとに分け、その連結
（作動）にプロペラシャフト等の機械的構成を必要とせ
ず、単に導電線を配線するだけでよいものにしたのであ
るから、駆動ユニットをどこにでも設置できる。従っ
て、設計の自由度が増して航行性能の高い船舶を設計で
きる。又、構造的にシンプルになって部材コストが安く
なるとともに、据付けや保守も容易になって建造及び維
持コストも下がる。更に、このことは、結果的に船倉を
拡大して積荷スペースを拡張する。積荷スペースが拡張
すれば、積荷量が増えて運航コストを引き下げるし、従
来、船首側に船倉をエラ状に張り出して積荷スペースを
拡張していたような構造を不要にして船形の細身化を可
能にし、船速の高速化、燃費の節約化を可能にしてＣＯ
₂ の排出を抑制する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例を示す船尾部分の側面図である。

【図２】本発明の一例を示す図１のＡ−Ａ相当断面図で
ある。

【図３】本発明の一例を示す縦型推進器の断面図であ
る。

【図４】本発明の一例を示す船体の側面図である。

【図５】本発明の他の一例を示す船体の側面図である。

【図６】本発明の他の一例を示す船舶の背面図である。

【図７】本発明の他の一例を示す二軸タイプの船尾形状
を示す斜視図である。

【図８】本発明の他の一例を示す三軸タイプの船尾形状
を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ａ駆動ユニットＢ推進ユニット１０内燃機関式定速型原動機１２発電機１４電動機１６縦型推進器３０ＣＰＰ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島稔岡山県岡山市上道北方688−１ナカシマプロペラ株式会社内 (72)発明者石原泰明岡山県岡山市上道北方688−１ナカシマプロペラ株式会社内 (72)発明者竹田敦岡山県岡山市上道北方688−１ナカシマプロペラ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関式定速回転型原動機とこの原動
機によって駆動される発電機とからなる駆動ユニット
と、該発電機で駆動される電動機とこの電動機で駆動さ
れるＣＰＰを有する縦型推進器とからなる推進ユニット
とを有し、発電機と電動機を導電線で連結したことを特
徴とする船舶における機器構造。
【請求項２】縦型推進器が旋回式で操舵機能を有する
ものである請求項１の船舶における機器構造。
【請求項３】縦型推進器が操舵機能を有せず、別に設
けられる舵装置によって操舵されるものである請求項１
の船舶における機器構造。
【請求項４】原動機と発電機及び発電機と縦型推進器
がそれぞれ直結されるものである請求項１〜３いずれか
の船舶における機器構造。
【請求項５】駆動ユニットと推進ユニットの組合せが
二又は三以上設けられる多軸タイプである請求項１〜４
いずれかの船舶における機器構造。
【請求項６】船尾がバドック形状をしている請求項１
〜５いずれかの船舶における機器構造。
【請求項７】推進ユニットが船尾に取り付けられ、駆
動ユニットが船尾又は船首に取り付けられる請求項１〜
５いずれかの船舶における機器構造。
【請求項８】駆動ユニットが船橋の内部又は船橋に付
設されて設けられる請求項７の船舶における機器構造。