JP2006248347A

JP2006248347A - 船舶の船尾部構造

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Publication number: JP2006248347A
Application number: JP2005066582A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tsutsumida; 好亮堤田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】水の抵抗を低減して、推進力及び推進速度の向上、燃費効率の向上を実現しうる船舶の船尾部構造を提供する。
【解決手段】船舶の船尾上部１０ａと船尾下部１０ｂとの上下中間部１０ｃにそれぞれの後端１２ａ、１２ｂよりも船首側に向けて凹む凹部１４を設け、凹部１４内に収納されるように配置され縦軸（２６）回りに水平回転駆動自在に設けられた舵板１６と、船尾下部１０ｂの後端１２ｂに取り付けられたプロペラ１８と、を含み、側面視の凹部１４の凹状輪郭２４とプロペラ翼２８とがそれぞれ舵板１６と対向する部分との間（Ｇｓ，Ｇｐ）に大空隙を形成しないように舵板１６が配置され、さらに、プロペラ翼２８の後方には舵板１６を含む何らの舵板に関連する構造物や装置を存在させないようにしたことを特徴とする船舶の船尾部構造１から構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶が進行する際に受ける水抵抗を減少させる船尾部構造に関する。

従来の船舶の船尾部構造１００は、例えば図５に示すように、プロペラ１０２の後方側に舵板１０４及び舵軸等が配置されて構成されている（例えば、特許文献１参照）。従来の船尾部構造１００では、船尾下部側にプロペラボス１０６が設けられ、プロペラボス１０６の上部側からプロペラを迂回するようにスターンポスト１０７が曲成されつつ船尾上部のクラウン１１０に接続され、さらに後方に突出した船尾後端１１２に連続して一体的に設けられている。さらに、プロペラ１０２の翼とプロペラボス１０６の上方側とスターンポスト１０７とクラウン１１０との間には、間隙Ｓが形成されている。そして、舵板１０４を固定する舵軸１０９は船尾上部に片持ち支持状に支持されている。
２００４−１４８９７２号公報

特許文献１のような従来の船尾部構造では、プロペラの後方側に舵板１０４等の構成物が配置されているから、該舵板自体が障害物となり、プロペラ推進力の損失、推進速度の損失、燃費効率の低下等の原因となっていた。さらに、船舶が航行する際に、プロペラ１０２前方側と船舶本体１０８との間に形成されている間隙Ｓ部分で乱流、渦流が発生するので、船舶が受ける水抵抗も大きくなり、推進力の損失、船舶速度の低下、燃費効率の低下等を生じるという問題があった。また、船尾後端１１２の直下部近傍に舵板１０４が配置されており、プロペラが船体本体に近接しているので図６、図７に示すように、船尾部の舷側１１４の水平断面視輪郭形状及び縦断面視輪郭形状を含む全体形状（特に舷側の下部側１１４ａ周辺の形状）が円弧状に複雑な曲線を帯びた形状となる結果、該舷側１１４ａ周辺部分の製造が難しく高い技術、煩雑な製造工程が必要となり、製造コストが高くつく上に、工期の長期化を招くものとなっていた。また、片持ち状の舵板を採用する大型船舶等では、舵板にかかる水圧も大きく、舵板の支持構造を堅牢なものとしなければならなかった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、船体の船尾部周辺、特にプロペラ周辺の水の抵抗を低減して、推進力及び推進速度の向上、さらには燃費効率の向上を実現しうる船舶の船尾部構造を提供することにある。さらに、他の目的は、複雑な曲線が少ない構造、低コストで製造できる船舶の船尾部構造を提供することにある。さらに、他の目的は、舵板に従来より大きな水圧がかからない構造及び舵軸に大きな負荷がかからない船舶の船尾部構造を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、船舶の船尾上部１０ａと船尾下部１０ｂとの上下中間部１０ｃにそれぞれの後端１２ａ、１２ｂよりも船首側に向けて凹む凹部１４を設け、凹部１４内に収納されるように配置され縦軸（２６）回りに水平回転駆動自在に設けられた舵板１６と、船尾下部１０ｂの後端１２ｂに取り付けられたプロペラ１８と、を含み、側面視の凹部１４の凹状輪郭２４とプロペラ翼２８とがそれぞれ舵板１６と対向する部分との間（Ｇｓ，Ｇｐ）に大空隙を形成しないように舵板１６が配置され、さらに、プロペラ翼２８の後方には舵板１６を含む何らの舵板に関連する構造物や装置を存在させないようにしたことを特徴とする船舶の船尾部構造１から構成される。船尾上部、船尾下部及び上下中間部の凹部の具体的な形状は任意でよく、製作上または水抵抗等を考慮して適宜形成することとしてもよい。側面視での凹部輪郭と舵板との間の空隙幅は、全体的に略一定に設けてもよく、例えば、後方に向けてわずかに幅広くなるなどの不均一になるように形成してもよい。船尾部構造は、小型、中型、大型船舶等いずれの形態にも適用することができるが、特に、一般商船で高速度を要求される船舶、例えば、コンテナ船、冷凍運搬船などに適用すると効果的である。

また、凹部１４は船首方向Ｘに向けて一部矩形形状となるように横長形状に凹設され、舵板１６は凹部形状に対応して横長四角形状に形成されたこととしてもよい。舵板は長方形、台形、平行四辺形、その他の四角形状に設けることとしても良い。

また、舵板１６の横方向長さの中間位置を舵軸２６に固定したこととしてもよい。

本発明は、船舶の船尾上部と船尾下部との上下中間部にそれぞれの後端よりも船首側に向けて凹む凹部を設け、凹部内に収納されるように配置され縦軸回りに水平回転駆動自在に設けられた舵板と、船尾下部の後端に取り付けられたプロペラと、を含み、側面視の凹部の凹状輪郭とプロペラ翼とがそれぞれ舵板と対向する部分との間に大空隙を形成しないように舵板が配置され、さらに、プロペラ翼の後方には舵板を含む何らの舵板に関連する構造物や装置を存在させないようにした構成であるから、船舶が航行する際の船尾部周辺の水の抵抗を低減でき、推進力の損失の防止、船舶速度の増加、燃費効率向上を実現できる。特に、舵板をプロペラよりも前方側に設け、プロペラ後方に水流の障害物となる構成物及び装置を配置させない構成としているので、船舶の推進効率を大幅に向上させることができる。同時に、船舶の直進時にプロペラ回転による舵板にかかる水圧がなく、小さな負荷及び駆動力でスムーズに操舵できる。さらに、船尾部全体の形状を複雑な曲面の少ない簡単な構造で製造できるから、低コストで船舶を建造することできる。また、例えば、タンカーのような一般商船でも、舵板にかかる大きな水圧に耐えうる操舵構成を備えた船尾部構造を製造できる。

また、凹部は船首方向に向けて一部矩形形状となるように横長形状に凹設され、舵板は凹部形状に対応して横長四角形状に形成された構成とすることにより、一般商船であっても船尾部構造を堅牢化または複雑化することなく、舵板としての操舵機能を実効しうる舵板面積を有効に確保できる。

また、舵板の横方向長さの中間位置を舵軸に固定した構成とすることにより、舵板が回転動する際の回転モーメントが少なく、小さな負荷及び駆動力でスムーズに操舵できる構成を簡単かつ具体的に実現できる。

以下添付図面を参照しつつ本発明の船舶の船尾部構造について説明する。本発明の船舶の船尾部構造は、例えば、タンカー、貨物船等の一般商船の船舶本体後部側に舵板、操舵装置及びプロペラを有する船尾部構造に好適に適用され、船舶が航行する際の水の抵抗を大幅に低減させ推進力の増大並びに船速の向上を図れる船舶の船尾部構造である。

図１、図２は、本発明の船舶の船尾部構造の実施形態を示している。図１、図２に示すように、本実施形態において、船舶の船尾部構造１は、船舶の船尾上部１０ａと船尾下部１０ｂとの上下中間部１０ｃにそれぞれの後端１２ａ、１２ｂよりも船首側に向けて凹むように設けられた凹部１４と、凹部１４内に配置される舵板１６と、船尾下部１０ｂの後端１２ｂに取り付けられたプロペラ１８と、を含む。見方を変えると、本発明の船舶の船尾部構造は、船尾端形状を船尾後方に向けて突出する上船尾突部１１１と下船尾突部１１３と、それらの中間に船首方向に凹設された凹部１４を有する形状とし、その凹部１４内に縦軸回りに回転する舵板１６を余分な空隙を形成しないような態様で収容状に配置し、さらに下船尾突部１１３の突端側にプロペラ１８を取り付けた構成である。なお、船尾端形状は中間に船首方向に凹む凹部１４を有する２連の船尾突部を上下に配置させた形状ともいえる。

図１において、本実施形態では、船舶本体２０の後部に一体的に設けられている船尾部１０は、デッキに連続した船尾上部１０ａと、船底に連続した船尾下部１０ｂとを船舶本体２０から船尾後方に突出させつつ、それらの上下中間部１０ｃに船首側に向けて凹設された凹部１４を有する船尾端形状を含む。すなわち、本実施形態では、船尾部１０の側面視の全体形状が上下中間位置で横向きに凹むようにコ字状に設けられている。

船尾下部１０ｂは、船体本体２０と一体的に構成され、強度を有するように設けられた下船尾突部１１３であり、該下船尾突部１１３は、横方向を長手とするプロペラ軸３０と主機関（図示せず）からの回転駆動力をプロペラ軸３０に伝達する中間軸３２と、これらを回転自在に支持する支持台３４等を収容する軸収容部である。プロペラ軸３０は、支持台３４に支持されている。下船尾突部１１３は、側面視刃先端状に形成され、船底側から上がり傾斜となって上部の船尾端側にプロペラ軸３０を貫通支持するプロペラボス２２を取り付けている。そして、プロペラボスから突出したプロペラ軸３０の先端にプロペラ１８が固定されている。プロペラ１８は、翼２８を有し、図示しない船体内の主機関からの回転駆動力により横方向を軸として回転する。本実施形態では、図３に示すように、下船尾突部１１３を含む船尾部下部側の舷側１１４の水平断面（図１上、Ａ−Ａ線矢視）の輪郭形状は、従来のような円弧状でなく船体本体側からプロペラ１８が配置される船尾後端まで直線状に近い形状で形成される。

船尾上部１０ａは、船体本体２０のデッキ３５と舷側とに連続する船尾側上部の船体構造であり、上船尾突部１１１とされる。本実施形態では、該船尾上部１０ａは船舶本体に連続し側面視で矩形状に突出するとともに、平面視では図２に示すように先端に円弧部１２１を有する山形状を呈している。本実施形態では上船尾突部１１１の下面側は、後端１２ａから船首方向Ｘに向けてわずかに斜め下方に傾斜するように設けられている。船尾上部１０ａには、例えば舵板１６を取り付けた舵軸２６の図示しない操舵用駆動装置が内蔵されている。

船尾上部１０ａと、船尾下部１０ｂとの上下中間部１０ｃに横方向に向けて凹部１４が形成されている。すなわち、船尾方向に突出する上船尾突部１１１と下船尾突部１１３との上下中間位置に船首方向に向けて凹となる凹部１４が配置されている。凹部１４は、上船尾突部１１１の下面と共通する上側面視辺１４１と、下船尾突部１１３の上面と共通する下側面視辺１４２と、それぞれの上側面視辺１４１と下側面視辺１４２との船首端側でそれらを縦方向に結ぶ奥側面視辺１４３と、により横側を開放するコ字状の舵板収容手段であり、少なくとも船体の側面視において、凹部１４の中に舵板１６を収容させるように配置させる。本実施形態において、凹部１４は、水平な断面で見た場合に、図２に示す上船尾突部１１１と同様の、先端に円弧部１２１を有する山形形状をそのまま高さ方向に立体化した略立体二等辺三角形の空隙である。本実施形態では上船尾突部１１１の下面側は、後端１２ａから船首方向Ｘに向けてわずかに斜め下方後方側から船首方向Ｘに向けて、例えば、一部矩形形状となるような横長形状に凹設されている。一方では、図１において、凹部１４は船尾後方側に向けて徐々に幅広く形成されて船尾後端側となる側面視辺側を開放している。

図１に示すように、上限中間に舵板収容部としての凹部１４を形成させるように、上船尾突部及び下船尾突部１１１，１１３を船尾後方側に向けて船尾端を突設させるから、舵板１６の大きさを確保し、充分な凹部空隙とするために上船尾突部及び下船尾突部１１１，１１３は船尾後方側に向けて充分な突出長さで船尾端から突設されている。すなわち、従来のように舵板を取り付けた舵軸が船尾端に近接して設けられることにより、舷側からの水流の剥離を緩やかに生じさせるために円弧状に形成していたものを、舵軸を船舶中央寄り位置に設定させているから、船尾部における舷側部分の平面輪郭形状を円弧状とせずに直線状にして構築させることができる。図４での一点鎖線２００に対応した位置での平面輪郭形状は、図３に示すように直線状に形成されており、船尾部の下部側での舷側の外板形状（１１４ａ）が、断面視で直線状となり、外板自体は平面に近い形状となる。これにより、図３、図４に示すように、本実施形態では、船尾部形状を従来のような円弧形状の複雑な曲面としないで直線状に構成し得るので、一般商船の建造において、船尾構造全体の外板の曲げ加工、小組立及び大組立が簡単となり、製造コストを低廉にし、工期短縮を達成し得る。

図１において、舵板１６は、凹部１４内に収納されるように配置され、船尾上部１０ａ及び船尾下部１０ｃに支持される舵軸２６を介して、縦軸回りに水平回転駆動自在に設けられている。舵板１６は、側面視での凹部輪郭２４と対向する部分との間Ｇｓに大空隙を形成しないように設けられ、本実施形態では、横長の凹部１４形状に対応して横長四角形状に形成されている。図１において、舵板１６は、該凹部を略閉鎖するように側面視で後端１６ｄ側に向けて徐々に高さが高くなるように形成されており、舵板１６との凹部輪郭２４との間Ｇｓは略一定幅の幅狭空隙が形成される。本実施形態では、舵板１６は、例えば、凹部輪郭２４との間Ｇｓに舵板１６自身が回転駆動できる程度の空隙であって、かつ余分な空隙が形成されないような幅狭の空間を形成するように設けられている。舵板１６と凹部１４との間Ｇｓを小さな空隙とすることにより、船舶が航行する際に、該空隙部分での乱流、渦流の発生を抑制し推進力低下を防止する。さらに、本実施形態では、舵板１６の後端１６ｄは、船尾下部１０ｂの後端と横方向位置が略揃うような位置に設定されている。すなわち、舵板の後端１６ｄとプロペラ翼２８（実際にはプロペラは回転するので、そのプロペラ翼の回転領域）とが近接して配置されおり、舵板１６とプロペラ翼２８とが対向する部分の間Ｇｐに大空隙を形成しないように設けられている。本実施形態では、舵板後端１６ｄとプロペラ翼２８との間Ｇｐは、舵板１６及びプロペラ１８が回転駆動することによる乱流、渦流ができない程度の幅狭い空隙が形成されており、船舶が航行する際の該空隙部分での乱流、渦流の発生を防止するように設けられている。本実施形態では、舵板１６を上述のように横長形状に設けることで、簡単な構成で舵機能が有効に働く舵板面積を確保できる。例えば、貨物船等の一般商船であっても、船尾部を堅牢化または複雑化させることなく、船舶の長さを利用した効率よい配置構成を実現できる。なお、舵板１６は凹部１４の形状と対応してそれらの間に大空隙を形成させないように設けられるが、舵板及び凹部形状、大きさは任意でよい。

本実施形態では、舵板１６は従来のようにその一端側に舵軸を固定するのではなく、横方向長さの中間位置において舵軸２６を固定している。これにより、操舵装置等を介して舵板１６を水中で回動させる際の回転モーメントが小さくて済み、横長形状の舵板でも操舵用駆動装置にかかる負荷が小さく、小さな駆動力でスムーズに操舵できる。また、喫水に対する舵板面積を充分な大きさのもので設定することができ、舵利き性能を良好に保持し得る。本実施形態では、舵軸２６は、上船尾突部１１１の下面側の横方向の略中間位置に設けられた軸受３８と、下船尾突部１１３側に設けた軸受４０により水平回転自在に軸支されている。これにより、タンカー等の一般商船についても舵板にかかる大きな水圧に十分耐えうる舵軸構成を実現できる。なお、舵軸の舵板への固定位置は、横方向長さの中間位置に限らず、船首側寄り位置、または船尾後方側寄り位置でも良い。

本実施形態では、上記のように舵板１６は、プロペラ翼２８の前方側に配置して設けられており、舵軸２６の中心を通る垂線をＡＰとすると、垂線ＡＰよりも後方側にプロペラ１８が配置されている。したがって、本実施形態では、プロペラ翼２８の後方には舵板１６を含む何らの舵板に関連する構造物や装置を存在させないようにしている。これにより、船舶が進行する際に、プロペラ１８の回転により生じる船舶推進用の水流の障害物となるものが全くないので、推進力を大幅に増大させ、同時に船舶の実効速度をあげ、かつ、燃費効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のようにプロペラの後方側に舵板を含む他の部材を一切取り付けずに推進力向上を図れる上に、凹部の輪郭部分と舵板１６との間Ｇｓ、及び舵板の後端１６ｄとプロペラ翼２８との間Ｇｐに余分な大きさの間隙が形成されないから、これらの間隙部分に乱流、渦流を発生して推進力低下を生じさせない結果、基本的な推進力を大幅に向上させ、かつ船速アップを実現し、ひいては燃費効率の向上を図れる。同時に、船舶の建造時の舷側輪郭形状を直線状に構成し得るから、製造コストを大幅に低減できる。さらに工期短縮が可能となる。

以上説明した本発明の船舶の船尾部構造は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。

本発明は、例えば、タンカー、コンテナ船、貨物船、旅客船等の船体後部側に推進装置及び操舵装置を有する船舶の船尾部構造に好適に適用できる。

本発明の実施形態に係る船舶の船尾部構造の側面視説明図である。図１の船尾部構造を上方側から見た説明図である。図１の船尾部構造のＡ−Ａ線矢視図の船体輪郭線形状を概略して示す説明図である。図１の船尾部構造のＢ−Ｂ線矢視図の船体輪郭線形状を概略して示す説明図である。従来の船尾部構造の側面図である。図５の従来の船尾部構造のＣ−Ｃ線矢視図の船体輪郭線形状を概略して示す説明図である。図５の従来の船尾部構造のＤ−Ｄ線矢視図の船体輪郭線形状を概略して示す説明図である。

符号の説明

１０船尾部構造
１０ａ船尾上部
１０ｂ船尾下部
１０ｃ船尾部の上下中間部
１２ａ船尾上部の後端
１２ｂ船尾下部の後端
１４凹部
１６舵板
１８プロペラ
２４凹状輪郭
２６舵軸
２８プロペラ翼

Claims

船舶の船尾上部と船尾下部との上下中間部にそれぞれの後端よりも船首側に向けて凹む凹部を設け、
凹部内に収納されるように配置され縦軸回りに水平回転駆動自在に設けられた舵板と、
船尾下部の後端に取り付けられたプロペラと、を含み、
側面視の凹部の凹状輪郭とプロペラ翼とがそれぞれ舵板と対向する部分との間に大空隙を形成しないように舵板が配置され、
さらに、プロペラ翼の後方には舵板を含む何らの舵板に関連する構造物や装置を存在させないようにしたことを特徴とする船舶の船尾部構造。
凹部は船首方向に向けて一部矩形形状となるように横長形状に凹設され、
舵板は凹部形状に対応して横長四角形状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の船舶の船尾部構造。
舵板の横方向長さの中間位置を舵軸に固定したことを特徴とする請求項２記載の船舶の船尾部構造。