JP2008126979A - 格納式スラスター及びスラスター付き船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】吃水が浅い船舶でも確実にスラスターが水面下になり、スラスタートンネルによる送航抵抗並びに乱流及びキャビテーションの発生が防止され、また、それらが原因で発生する振動及び速力の低下が防止されたスラスター付き船舶及び格納式スラスターを提供する。
【解決手段】船舶１が通常の送航時には、エアシリンダ２５のピストンが退入して、ケース３１は船体内に格納されている。このとき、船底外部には、突出物もなく、また取付位置においても、船底は平らとなるため、固定スラスター固有の送航抵抗、乱流及びキャビテーションの発生による速力の低下、並びに振動の発生が生じない。船舶１が岸壁に対し接離するときは、エアシリンダ２５のピストンを進出させて、ケース３１を下方に（図示の左回転）回動させる。これにより、ケース３１内のプロペラ２８が船底から下方に突出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、船舶の横方向移動又は回頭を可能とするサイドスラスターを設けたスラスター付き船舶及びその格納式スラスターに関する。

図５は船舶１の正面図である。図５に示すように、船舶１には、船尾に設けられた送航用の推進プロペラ２及び操舵板３の他に、船舶の岸壁への離接時に、船舶を横方向へ移動させるためのスラスター４、５，６，７が設けられている。バウスラスター４は船首に設けられ、スターンスラスター５、６、７は船尾に設けられており、これらの一方又は双方が装備されている。

図６（ａ）は船舶１の正面図、図６（ｂ）は船舶１の平面図である。図６に示すように、スラスター４，５は、船体に船体幅方向に貫通するスラスタートンネル１０を設け、このトンネル１０の内部に、回転軸を船体進行方向に垂直にして、プロペラがこの回転軸に取り付けられたものである。

船尾に設けられたスラスター６は、プロペラ回転軸を船体進行方向に垂直にして、船体に固定されており、図７の正面図に示すように、水面が（ａ）の状態である場合には、スラスターとして機能するが、水面が（ｂ）の状態である場合には、スラスターとして機能しえない。船体が軽合金製又はＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製の場合には、通常水面が（ｂ）の状態になる。そこで、スラスター７のように、上下方向に可動式にしたものがある。このスラスター７は、エアシリンダ等の駆動装置８により、上下方向に駆動されるようになっている。そして、水面が（ｂ）のように低い場合には、駆動装置８によりスラスター７を下降させて、スラスター７を水面下に位置させる。即ち、図８に示すように、吃水が深い場合には、駆動装置８がスラスター７を上昇位置に位置させ、図９に示すように、吃水が浅い場合には、駆動装置８はスラスター７を下降位置に位置させて、いずれも、スラスター７が水面下に位置するように駆動装置８が調整する。なお、図９はスラスター７及び駆動装置８を示す船体の平面図である。

このようなサイドスラスター付きの船舶が、特許文献１乃至４に開示されている。

特開平９−２９５５７１号公報 特開平１０−２７８８７１号公報 特開平１０−１３８９８８号公報 特開２０００−８５６９０号公報

しかしながら、上述の従来装置は、以下に示す問題点がある。先ず、図６に示すように、スラスター４，５の場合は、走航中に、スラスタートンネル１０に起因する水抵抗があり、また乱流が発生する。また、スラスタートンネル１０において、キャビテーション（空洞）が発生し、これがプロペラに巻き込まれて振動が発生する。このため、スラスタートンネル１０の前方の船体側壁１１を船体幅方向にふくらませたり、スラスタートンネル１０の後方の船体側壁１２をへこませたりして、トンネル１０へのキャビテーションの流入を少なくし、前述の問題点を少しでも緩和させる形状に工夫している。

また、特に、スラスター５の場合は、推進用プロペラ２に極めて近い位置に設けられているので、前述の問題点は更に一層大きく影響し、低速の船舶にのみ取り付けられている。

スラスター６のように、固定式の場合は、スラスター６が常に水面下に位置するような船でなければ、スラスターによる船体横方向の推力が得られず、軽合金製又はＦＲＰ製等の軽量化された船体では、使用できない。

また、駆動装置８により上下方向へ移動可能にしたスラスター７では、船舶の容積、及び長さの変更に伴う改造許可が必要であり、許可トン数ぎりぎりの船では、取付不可能になる。また、このスラスター７の場合は、その設置のために、上下方向にエアシリンダ分の長さだけ、設置空間が必要となり、船尾高さが低い船は、取付が不可能となる。

更に、このスラスター７が、図９に示すように突出した状態で、船舶が通常走航してしまうと、スラスター７の取付部が水からの送航抵抗に耐えきれず、駆動装置８のシリンダーピストンが曲がってしまい、スラスター７を上方に格納できない状態になる。また、ロープ及び浮遊物がスラスター７に引っかかりやすく、船舶が網がある所の近傍で作業しているときは、このスラスター７は使用不可態となる。よって、せっかくスラスター７を船体に設置しても、その使用範囲が限られてしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、吃水が浅い船舶でも確実にスラスターが水面下になり、スラスタートンネルによる送航抵抗並びに乱流及びキャビテーションの発生が防止され、また、それらが原因で発生する振動及び速力の低下が防止されたスラスター付き船舶及び格納式スラスターを提供することを目的とする。

本発明に係る格納式スラスターは、船体内に格納された状態と船底から下方に突出した状態との間で回動可能に船体に支持されたケースと、このケース内に回転軸を船体長手方向に直交させて設置されたプロペラと、前記ケースを船体内の格納位置と船底から下方に突出した使用位置との間で回動駆動する駆動装置と、を有することを特徴とする。

前記ケースは、船体長手方向に直交する方向を回転軸として支持する支持軸と、一側部が前記支持軸に固定され一定の開き角度をなす１対の側板と、この側板の他方の側部間に掛け渡された湾曲板と、を有し、前記１対の側板及び湾曲板により断面扇形の枠が構成されていることが好ましい。

また、この場合に、前記ケースは、前記側板及び湾曲板における前記支持軸の長手方向の一方の端部に水が通過可能に設けられた支持部と、この支持部に支持されたプロペラの回転駆動部と、を有し、前記プロペラは前記回転駆動部に取り付けられていることが好ましい。

更に、前記ケースに作用する圧力を検出するセンサと、前記センサの検出圧力が所定値を超えた場合に前記駆動装置により前記ケースを船体内に格納させる制御装置とを有することが好ましい。

本発明に係るスラスター付き船舶は、上述の格納式スラスターを備えたことを特徴とする。

本発明においては、船舶の送航時には、ケースが船体内に格納されるので、船体からの突起物はない。また、本発明においては、スラスタートンネルもない。このように、本発明においては、突起物がなく、スラスタートンネルもないため、船舶の走行時に、スラスタートンネル及び突起物に起因する送航抵抗がなく、乱流が発生せず、キャビテーション（空洞現象）もなく、従って、これらに起因する振動も発生しない。

また、本願請求項２の発明によれば、ケースは１対の側板と湾曲板により断面扇形の枠が構成されているので、仮に、スラスターが船体から下方に突出したまま船舶が進行又は後退しても、水流がこれらの側板及び湾曲板により規制されるので、その抵抗は小さい。また、プロペアは、ケース内に位置して、水流を直接受けることはないので、プロペラ自体に過負荷が印加されて、プロペラが破損するようなことはない。また、ケースは、船体に設置された支持軸に回転可能に支持されているので、ケースに水流による抵抗力が作用しても、それが直接駆動装置の例えばエアシリンダのピストンに作用することはなく、これらのピストン等の破損が防止される。

そして、請求項４のように、ケースに作用する圧力をセンサにより検出し、検出圧力が所定値を超えた場合に、制御部が前記駆動装置を駆動して前記ケースを船体内に格納するように構成することにより、ケースに過剰な力が印加されてケースが破損することが防止される。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１乃至４は、本発明の実施形態を示す図であって、図１は船尾の平面図、図２、３は船尾の正面図、図４は動作を示す船尾の正面図である。但し、図１は図２の状態の平面図である。

本実施形態においては、船舶１の船尾の推進用プロペラ２及び操舵板３の近傍に、格納式スラスター２０が設置されている。この格納式スラスター２０は、ケース３１が、船体の長手方向に垂直の方向を回転軸とする支持軸３２に回転可能に支持されている。このケース３１は、１対の側板２１，２２と、湾曲板２３とを、断面扇形に組立てた形状を有し、扇形の中心となる部分は、側板２１，２２の両一側部が一定の開き角度で固定され、側板２１，２２の他方の側部が、湾曲板２３の両端縁に固定されている。そして、扇形の中心部が支持軸３２に固定されており、これにより、ケース３１が支持軸３２を回動中心として回動するようになっている。この支持軸３２は、船底又はこの船底近傍に設けられており、従って、ケース３１は図２に示すように、船体内に格納された状態と、船体から下方に突出した状態とをとることができ、この両状態の間を回動することができる。側板２２には、エアシリンダ２５のピストンの先端が側板２２に対して回転可能に連結されており、エアシリンダ２５を回動駆動装置として、ケース３１が回動することができる。なお、エアシリンダの代わりに、油圧シリンダを使用することもできる。

ケース３１の側板２１，２２及び湾曲板２３の船体幅方向の両端部には、支持部２９，３０が固定されている。この支持部２９，３０は、水の通流を邪魔しないように、例えば棒状をなしたものである。そして、一方の支持部２９に、プロペアの回転駆動部２７がその回転軸を船体の長手方向に垂直にして固定されており、この回転駆動部２７の回転軸にプロペラ２８が取り付けられている。

また、センサ（図示せず）がケース３１に作用する圧力を検出するようになっている。図４に示すように、ケース３１が船底から下方に突出しているにも拘わらず、船舶１が前進してしまったときに、水流による荷重がケース３１に印加される。この圧力は、ケース３１を船体内に押し戻すように作用するが、例えば、圧力センサを、側板２２と船体との間に設けて、側板２２から船体に及ぼす圧力を検出することにより、水流に起因してケース３１に作用する圧力を検出することができる。そして、この検出圧力が所定値を超えた場合に、制御部（図示せず）がエアシリンダ２５のピストンを退入させて、ケース３１を、図２に示すように、船体内に格納するようになっている。

更に、ケース３１には、図４に示すように、ストッパ４０が設けられており、このストッパ４０が船体側の係止部に係止されることにより、ケース３１の側板２２が船底から下方に降下してしまうことがないようになっている。即ち、ケース３１はその側板２２が若干外方に延出して、ストッパ４０を構成している。この側板２２のストッパ４０が船底に設けた係止部に係止されることにより、ケース３１はそれ以上下方に回動しないようになっており、ケース３１に連結されたエアシリンダ２５に過大な荷重が印加することがないようになっている。

次に、上述の如く構成された格納式スラスターの動作について説明する。船舶１が通常の送航時には、図２に示すように、ケース３１は船体内に格納されている（エアシリンダ２５のピストンが退入）。この走航時（格納状態）においては、船底外部には、突出物もなく、また取付位置においても、船底は平らとなるため、固定スラスター固有の送航抵抗、乱流及びキャビテーションの発生による速力の低下、並びに振動の発生が生じない。

そして、船舶１が岸壁に接岸するとき、又は、岸壁から離れるときには、図３に示すように、エアシリンダ２５のピストンを進出させて、ケース３１を下方に（図示の左回転）回動させ、ストッパ４０を船底の係止部に当接させる。そうすると、ケース３１が船体から下方に突出し、従って、ケース３１内のプロペラ２８が船底から下方に突出する。このため、吃水が浅い場合であっても、プロペラ２８は確実に水面下に位置する。

そこで、回転駆動部２７がプロペラ２８を回転駆動すると、船体には横方向の力が作用し、船体を横方向に移動させたり、回頭させたりすることができ、岸壁への接離を容易に行うことができる。吃水が浅い船舶であっても、プロペラ２８は前述の如く確実に水面下にあるので、気泡が発生したり、空気が流入したりすることがなく、その仕様どおりの性能を発揮することができる。

接離作業が終了した後、プロペラ２８を停止し、エアシリンダ２５のピストンを退入させて、ケース３１を船体内に格納し、推進プロペラ２を回転させて、船舶を前進又は後退させる。

しかし、このとき、ケース３１の格納を忘れて船舶１が通常送航に入ってしまった場合、図４に示すように、前進時には、水流により側板２１に対し船尾に向かう荷重が印加され、後進時には、水流により湾曲板２３に対し船首に向かう荷重が印加される。しかし、本実施形態においては、前進時には、ケース３１の側板２１がこの水流を受け止めるので、プロペラ２８に対して水流からの過大な荷重が印加されることはない。また、センサがケース３１に作用する荷重を検出しているので、この検出圧力が所定値を超えた場合に、制御部がエアシリンダ２５を駆動して、ケース３１を船体内に退入させるので、水流からの抵抗により、ケース３１が破損することが確実に防止される。

一方、船舶１が後進してしまった場合、水流は湾曲板２３に作用し、船首方向への荷重が湾曲板２３に印加されるが、この水流は湾曲板２３の湾曲面に沿って流れて大きな抵抗力が湾曲板２３に作用することはない。また、ケース３１はストッパ４０により係止されているので、ケース３１に水流の荷重が印加されても、ケース３１に作用する荷重はストッパ４０により支えられる。更に、後進時は、船舶の速度が高々３〜５ｔであり、ケース３１及びストッパ４０、更にはエアシリンダ２５が破損するような荷重は印加されない。

更に、ケース３１が側板２１，２２及び湾曲板２３により組み立てられているので、海中のロープ又は浮遊物がケース３１に絡まり、また引っかかることも抑制され、ケース３１が船底から下方に突出していて、円滑に送航することができる。

本発明の実施形態を示す船尾の平面図である。 同じく本発明の実施形態を示す船尾の正面図である。 同じくその実施形態の動作を示す船尾の正面図である。 送航時の動作を示す正面図である。 船舶の正面図である。 船首のバウスラスター４を示す正面図である。 船尾のスターンスラスター６，７を示す図である。 船尾のスラスター７の格納状態を示す図である。 同じく船尾のスラスター７の格納状態を示す図である。 同じく船尾のスラスター７の平面図である。

符号の説明

１ 船舶
２ プロペラ
３ 操舵板
４ バウスラスター
５，６，７ スターンスラスター
８ シリンダ
１０ スラスタートンネル
１１、１２ 側壁
２０ スラスター
２１、２２ 側板
２３ 湾曲板
２５ エアシリンダ
２７ 駆動部
２８ プロペラ
２９，３０ 支持部
３１ ケース
３２ 支持軸
４０ ストッパ

Claims (5)

1. 船体内に格納された状態と船底から下方に突出した状態との間で回動可能に船体に支持されたケースと、このケース内に回転軸を船体長手方向に直交させて設置されたプロペラと、前記ケースを船体内の格納位置と船底から下方に突出した使用位置との間で回動駆動する駆動装置と、を有することを特徴とする格納式スラスター。
2. 前記ケースは、船体長手方向に直交する方向を回転軸として回転可能に船体に設けられた支持軸と、一側部が前記支持軸に固定され一定の開き角度をなす１対の側板と、この側板の他方の側部間に掛け渡された湾曲板と、を有し、前記１対の側板及び湾曲板により断面扇形の枠が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の格納式スラスター。
3. 前記ケースは、前記側板及び湾曲板における前記支持軸の長手方向の一方の端部に水が通過可能に設けられた支持部と、この支持部に支持されたプロペラの回転駆動部と、を有し、前記プロペラは前記回転駆動部に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の格納式スラスター。
4. 前記ケースに作用する圧力を検出するセンサと、前記センサの検出圧力が所定値を超えた場合に前記駆動装置により前記ケースを船体内に格納させる制御部とを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の格納式スラスター。
5. 前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載の格納式スラスターを備えたことを特徴とするスラスター付き船舶。

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