JP6132295B2 - 船舶 - Google Patents

Description

本発明は、モーターボート、遊覧船、客船、貨物船あるいは軍艦、船外機付ボート等の船舶に関し、更に詳しくは、これらの船舶において推進性能を向上させて省エネ化を図り、加えて操舵性能を向上させた船舶に関し、更に加えて救助用の船舶においては水面の浮遊物や水中の障害物等により舵行が阻害されない船舶に関する。

現在の船舶は、その推進用のプロペラ（スクリュー）及び舵は、船体の後底部において露出しており、この形態は動力で推進する方式となって以来基本的には変わっていない。
一方、推進性能の向上と操舵性能の向上を図る提案は多数あり、その例を次に紹介する。

推進性能向上
（特開２０１１―２２５１６９号公報） 船尾部に船尾部から船体後方向に突出させて、プロペラの回転軸を回転可能に支持する船尾管を設けた船舶において、船尾部の左右両側に夫々配置され、船尾管近傍の船尾部から船体幅方向外側及び船体上方向に向かって延びると共に船尾部に生じる船尾渦Ｓを船尾渦Ｓの渦中心Ｘから半径方向でさえぎるフィンを備えた船舶。

（特開２０１１―１４０２９３号公報） プロペラ前進回転方向と逆方向の旋回水流を増大させてプロペラに流入させることで、プロペラ後方の回転流の減少を増大させて推進効率向上を増大させる一方、装置自体の抵抗増加の増大は防止でき、比較的簡素な構成により優れた効果を有する船舶推進性能向上装置として従来のフィンより大きめのひねり角度を有する後フィンを設け、その前方域に従来のフィンより小さめのひねり角度を有する前フィンを設けることにより、その為に上フィン及び後フィン自体の抵抗が従来のものより増大されないで、従来のものよりプロペラ後方回転流減少効果が増大されて、結果として従来のものより推進性能向上効果が向上されて、船体が航海するときの所要馬力が低減される船舶。

（特開２０１１―１２１５６９号公報） リアクションフィンで発生する渦によりプロペラが損傷を受けることが防止される船舶の推進性能を向上させるため、推進性能向上装置は、プロペラの回転方向と逆向きの旋回流を発生させるようにプロペラの前方側に配置され、プロペラの回転軸Ｓを中心に放射状に延びる複数のリアクションフィンは、斜め上方に延びるリアクションフィンと、水平方向又は斜め下方に延びるリアクションフィンとを備え、回転軸Ｓからリアクションフィンの翼端までの第１距離は、プロペラのプロペラ半径より大きい。回転軸Ｓからリアクションフィンの翼端までの第２距離は、プロペラ半径より小さく設定する。

操舵性能向上
（特開２００９―１１９９３４号公報） 従来から使用されている倒立台形の側面形状を具えた船舵の下端部の改良により、簡易な手段で、船舶の直進中の舵抵抗の減少を図ると共に、微小舵角の際の当て舵抵抗も極力減少させるようにして、船舶の保針性能の向上を図れるようにするため、船尾に設けられる舵が、倒立台形状を有する舵本体の下端に、翼型の縦断面を有する偏平な紡錐体としての付加物を外方へやや張り出すようにして備えており、同付加物の縦断面の中心線は、後方へ斜め上方に傾斜して、その傾斜角αは４〜１０度に設定すると、付加物により、航行中に舵付近における船底部後方への流れを受けて揚力を発生し、その前向きの成分は推力として作用するため、舵抵抗の減少がもたらされるほか、操舵時の操舵力の増加を期待することができる。

（特開２００７―１８６２０４号公報） 舵抵抗の増加をできるだけ小さく抑えた高揚水の舵形状を得るため、舵本体の水平断面形状において、前端部形状が円弧状またはこれに類似する形状からなり、舵本体の後方に向かって徐々に断面幅は増加して最大幅に達し、外側に凸の形状から緩やかな外側に凹の形状に変化しながら断面幅が減少してゆき、その後、後端まで、ほぼ平行な直線で形成される直線状部分を有し、有限幅をもつ後端を有する舵形状とする。

（特開２００５―２４６９９６号公報） 軸心におけるプロペラ府お後流の回転エネルギーを効率よく揚力に変換して推進性能の向上を図ると共に、舵面積増加による舵性能の向上を図ることができる船舶用舵を得るため、船舶のプロペラ後方に配置される舵において、舵本体の前方又は斜め前方に、プロペラ後流を受けて揚力を発生するフィンを、該舵本体との間にプロペラ後流が流入する隙間Ｓを有して、該フィンのスパン方向が舵の上下方向になるように設ける。

しかし、上記推進性能の向上手段にあっては、プロペラの位置はその全体が水中に位置するため、プロペラに作用する抵抗は波動抵抗を受けて推力が減殺されると共に後方に向けた推力が分散されることから、プロペラで発生した推力は可成り減少する。

次に、上記操舵性能の向上手段にあっては、舵に作用する水の抵抗が操舵力になるがこ
の場合も舵はその全体が水中に位置するため、方向を決定づける水との接触とこの接触により発生する舵力は周囲の水中に分散し、十分な操舵力が得られない。

以上で説明した課題は、船舶についての永遠の課題として、その改良、提案がなされ
て来ているが、現在に至っても決定的な改善案は提案されていない。

また、従来の船舶であって、救助艇とか船外機付の場合、水面に浮遊物があったり、薄瀬のために岩があってプロペラや舵を損傷する危険があるため、目的場所へ近づけないことがある。

また、船外機付ボート等の場合、船外機が故障すると、帰航できなくなるため、通常は予備機を積んであるが、この予備機の着け替えに特に一人の場合に時間と手間がかかるという問題がある。また、船外機付のボートの場合、地上（砂浜）に引き上げたり地上から水中に戻す際には、プロペラが邪魔になることから、いちいち船外機を船上に揚げておく必要があり、面倒である。

本発明の目的は、推進性能を向上させて燃料量の低減を図ると共に操舵性能を向上させて航行の安全性を確保することが可能であると共に船外機の場合には海上で簡単にこの船外機の交換が可能な船舶を提供することである。

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、船底において、船首方向から船尾方向に向けて形成した水流形成凹路内の船尾側にプロペラと舵を配置して成る船舶において、前記プロペラの後方であって水流形成凹路内に舵を配設すると共にこの舵の可動側を船首方向に向けて形成したことを特徴とするものある。

この発明によると、プロペラは水流形成凹路内において船尾側に位置するため、プロペラで発生した推力は水流形成凹路内において集中的に後方に至る強力な水流をつくり、水流は船尾に開口した流出口から強力なジェット水流となって放出されるため、水中に全体が露出していた従来のプロペラによる推力に比較して、船舶に作用する推進力はプロペラによる推進力と凹路内のジェット流水による推力が加わり、格段に向上し、船舶の速度の向上と燃料費の節減が可能になる。

また、舵の向きは従来の後向きではなく、船尾側においてプロペラの後方に配置すると共にその可動側を前向き（従来とは舵の向きが逆）としたことにより、プロペラで発生した強力な水流をこの前向きの舵で受けて、操舵力が向上し、従来に比較して旋回半径を縮小して操舵性の向上と万一の場合に危険の回避を図ることができる。

本発明によると、舵を水流形成凹路内に配設し、その可動側を船首方向に向けて設定したことにより、操舵性能が向上する。

本発明に係る船舶の説明図 水流形成凹路及びプロペラ及び舵の説明用側面図 水流形成凹路及びプロペラ及び舵の説明用平面図 水流形成凹路及びプロペラ及び舵の説明用後面図 水流形成凹路の説明図 船底の対称位置に水流形成凹路とプロペラ及び舵を形成した実施例の説明図 船底に堰壁で水流形成凹路を形成した実施例の説明図 船外機の船底面の説明図 船外機の側面図 船外機を船尾方向から見た正面図 船外機の取り付け状態の側面図 （Ａ）〜（Ｃ）船外機の操舵例の説明図

図１ないし図４に基づいて請求項１に記載した本発明の実施例を詳細に説明する。
図１ないし図４において、符号の１は船舶全体を示し、２は船底である。３はこの船底の中央において、船尾４方向に向けて形成された水流形成凹路であって、この水流形成凹路３は、船首側はゆるやかなスロープ５で形成され、船尾４側に向けては断面逆Ｕ字状に形成された水路である。

６は、水流形成凹路３内であって、その船尾４側に配設されたプロペラであって、動力源７により駆動される。

８は、前記プロペラ６と水流形成凹路３の船尾開口部３ａ間に配設された舵であって、この舵８は、支軸９に対して可動側８ａが船首側を向くように取り付けられていて、操舵機１０により操舵が行われる。

以上の構成からなる船舶は、プロペラ６の回転により、水流形成凹路３内に水流が発生し、この水流により船舶１は前進する。勿論プロペラ６を反回転すると船舶１は後進する。

この、前進に合わせて舵８の可動側８ａを左方向（反時計方向）に一定の角度回転すると、水流形成凹路３内の流水は舵８の前面に当たり、船尾４が反時計方向に振られることにより、船舶１は左旋回を行う。

舵８を時計方向に回転すると、上記とは反対に船舶１は右旋回を行う。

このように、船舶１のプロペラ６は、制限された空間内（水流形成凹路３内）において回転しこの制限された空間内の水により反力を得て前進するため、プロペラ６による推力が有効に水流形成凹路３内の水に伝わり、大きな推進力となって船舶１に伝わる。また、水流形成凹路３内の区画された空間内の水は、船尾４の開口部３ａからジェット流となって流出するため、このジェット流による推力も船舶１に作用する。

一方、舵８は、前向きに形成されているため、水流形成凹路３内の流水は舵８に当たり、この舵８の向きと反対側の空間から船尾４側に流水するため、旋回力がこの流れにより更に高まる。この点、従来の後向きの舵の場合、舵に作用する水の抵抗分のみが旋回力に寄与するため、旋回半径は大きくならざるを得なかった。

１ 船舶
２ 船底
３ 水流形成凹路
４ 船尾
５ スロープ
６ プロペラ
７ 動力源
８ 舵
８ａ 可動側
９ 支軸
１０ 操舵機
１１ａ、１１ｂ 堰壁
１２ 救助艇
１３ 縦溝
１４ 船外機
１４ａ 予備用船外機
１５ ガード板片

Claims (1)

1. 船底において、船首方向から船尾方向に向けて形成した水流形成凹路内の船尾側にプロペラと舵を配置して成る船舶において、前記プロペラの後方であって水流形成凹路内に舵を配設すると共にこの舵の可動側を船首方向に向けて形成したこと、を特徴とする船舶。

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