(57)【要約】      （修正有）【課題】アジマス推進器を支持する支持部材の水中における抵抗を低減することが可能な船舶を提供する。【解決手段】船舶は、船底１１にアジマス推進器１が設けられた船舶であって、船底１１の形状は、進行方向船体中心軸に対して直角な船体断面において、船底１１のうちアジマス推進器１の直上部分が、他の部分よりも下方に突出したＷ型断面とされ、Ｗ型断面は、船首へ行くにつれて、徐々に下降しつつ、Ｗ型断面のうち最も下方に突出した部分と最も上方に凹んだ部分との高低差が減少し、船底１１は、アジマス推進器１周辺の水平な水平面１１ｃと、アジマス推進器１の前方から水平面に向けて上昇し水平面１１ｃと隣接する傾斜面１１ｂとによって、船底１１を切り欠いた形状であり、傾斜面１１ｂは、船底１１の下方から見たとき三角形状を有している。【選択図】図３
2015164820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船底にアジマス推進器が設けられた船舶であって、
前記船底の形状は、進行方向船体中心軸に対して直角な船体断面において、前記船底のうち前記アジマス推進器の直上部分が、他の部分よりも下方に突出したＷ型断面とされ、前記Ｗ型断面は、船首へ行くにつれて、徐々に下降しつつ、前記Ｗ型断面のうち最も下方に突出した部分と最も上方に凹んだ部分との高低差が減少し、
前記船底は、前記アジマス推進器周辺の水平な水平面と、前記アジマス推進器の前方から前記水平面に向けて上昇し前記水平面と隣接する傾斜面とによって、前記船底を切り欠いた形状であり、前記傾斜面は、前記船底の下方から見たとき三角形状を有している船舶。
【請求項２】
前記進行方向船体中心軸に対して右舷側及び左舷側それぞれに一つずつ設けられる前記アジマス推進器を備える請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記進行方向船体中心軸を通過し前記船体を垂直に切断する断面内に設置される主プロペラと、前記主プロペラの後方に設置される舵と、前記進行方向船体中心軸に対して右舷側及び左舷側それぞれに一つずつ設けられる前記アジマス推進器とを備える請求項１に記載の船舶。
【請求項４】
前記船底は、前記船底の最後端から船長の0.3％以上2.0％以下の間までの位置において屈曲部分を有し、前記船底の最後端側が下方に傾斜した面を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アジマス推進器が設けられた船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶は、一般的に、プロペラと舵が別々に船体に対して設けられ、プロペラが推進力を発生させ、舵が船舶の進行方向を変更させる。
【０００３】
また、プロペラと舵を一体化したアジマス推進器（アジマススラスタ）が知られており、アジマス推進器は、一端部にプロペラが設けられた繭（pod）形状のケーシングが水平面内で360°回転する。ケーシングが回転することによって、船舶の進行方向を調整できる。アジマス推進器には、プロペラと原動機が機械的に結合された機械式伝達方式と、ケーシング内に設置された電動機でプロペラを回転させる電動推進方式の２種類がある。
【０００４】
特許文献１には、船尾構造の発明であって、横安定性とプロペラティップクリアランスを確保しつつ推進効率を向上させ、かつ、船尾造波抵抗を減少させるため、船尾構造は、プロペラ直上の船尾船底が喫水線より上方に湾曲し、このプロペラ直上の断面は、喫水線において両舷合わせて４点にて交差し、しかも、上記断面形状の底面が船尾にいくにつれ漸進的に上昇し、船尾端において断面の下端がほぼ喫水線と接するようなＷ型断面に形成されることが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、船舶及びその運用方法の発明であって、主プロペラとは別に設置したＰＯＤ推進器の支持機構や旋回機構などを簡略化し、コストを低減させるため、正転・逆転あるいはピッチ角を変更することにより船体を前進・後進させることのできる主プロペラ２と、該主プロペラ２を駆動させるための駆動機関と、船体の針路方向を変更させるための舵３と、少なくとも１つのＰＯＤ推進器１０Ａ，１０Ｂと、を具備することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４４９７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１２１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アジマス推進器は、船体において鉛直方向に設けられた支持部材によって固定されている。支持部材は、ほぼ円柱形状を有し、船体に対してアジマス推進器を固定しつつ、アジマス推進器を旋回させる。しかし、この支持部材が、船底から突出していると、形状抵抗を増大させるという問題がある。
【０００８】
中型又は大型の船舶において、主プロペラが船体中心縦断面（すなわち進行方向に平行な進行方向船体中心軸を通過し、船体を垂直に切断する断面。以下同じ。）内に設置され、進行方向船体中心軸の右舷側と左舷側それぞれにアジマス推進器が一つずつ設けられる場合、主プロペラを駆動する主機の最大出力を低下させて、アジマス推進器により推進力を加勢させることができる。しかし、右舷及び左舷寄りにアジマス推進器が設けられているため、船体がロールすると、アジマス推進器が水面上に出やすいという問題がある。そのため、アジマス推進器の没水深度を確保するため、アジマス推進器を固定する支持部材を長くして、アジマス推進器の設置位置を水面から深くする必要がある。このような船舶では、支持部材によって形状抵抗を増大させないように特に留意しなければならない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、アジマス推進器を支持する支持部材の水中における抵抗を低減することが可能な船舶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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の船舶は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る船舶は、船底にアジマス推進器が設けられた船舶であって、前記船底の形状は、進行方向船体中心軸に対して直角な船体断面において、前記船底のうち前記アジマス推進器の直上部分が、他の部分よりも下方に突出したＷ型断面とされ、前記Ｗ型断面は、船首へ行くにつれて、徐々に下降しつつ、前記Ｗ型断面のうち最も下方に突出した部分と最も上方に凹んだ部分との高低差が減少し、前記船底は、前記アジマス推進器周辺の水平な水平面と、前記アジマス推進器の前方から前記水平面に向けて上昇し前記水平面と隣接する傾斜面とによって、前記船底を切り欠いた形状であり、前記傾斜面は、前記船底の下方から見たとき三角形状を有している。
【００１１】
この構成によれば、アジマス推進器近傍の船底は水平面となるから、アジマス推進器が上端にて船体と接触することなく、鉛直軸周りに適切に360°回転できる。また、船底は、水平面を除いて、アジマス推進器の前方から船尾にかけて、上昇した面のみからなり、アジマス推進器を支持する支持部材が、船底から下方に向けて突出することなく、船体内に収容されているため、形状抵抗を低く抑えることができる。
アジマス推進器を支持する支持部材は、船体に対してアジマス推進器を固定しつつ、アジマス推進器を旋回させる部材である。
【００１２】
上記発明において、前記進行方向船体中心軸に対して右舷側及び左舷側それぞれに一つずつ設けられる前記アジマス推進器を備えてもよい。
【００１３】
上記発明において、進行方向船体中心軸を通過し前記船体を垂直に切断する断面内に設置される主プロペラと、前記主プロペラの後方に設置される舵と、前記進行方向船体中心軸に対して右舷側及び左舷側それぞれに一つずつ設けられる前記アジマス推進器とを備えてもよい。
【００１４】
この構成によれば、支持部材を長くしてアジマス推進器の設置位置を水面から深くしたときでも、形状抵抗を低く抑えることができる。そのため、主プロペラが進行方向船体中心軸を通過し船体を垂直に切断する断面内に設置され、主プロペラの右舷側と左舷側それぞれにアジマス推進器が一つずつ設けられる場合において、船体がロールしたとしても、アジマス推進器のプロペラが空中に露出して起きる空転を防ぐことができる。
【００１５】
上記発明において、前記船底は、前記船底の最後端から船長の0.3％以上2.0％以下の間までの位置において屈曲部分を有し、前記船底の最後端側が下方に傾斜した面を有する。
この構成によれば、アジマス推進器後方の造波抵抗を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、アジマス推進器を支持する支持部材の水中における抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る船舶の船尾構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る船舶の船尾構造を示す底面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る船舶の船尾構造を示す背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る船舶の船尾構造の変形例を示す縦断面図である。
【図５】従来の船舶の船尾構造を示す縦断面図である。
【図６】従来の船舶の船尾構造を示す底面図である。
【図７】従来の船舶の船尾構造を示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の一実施形態に係る船舶の船尾構造について、図１から図３を参照して説明する。
船舶は、主プロペラ（図示せず。）と、舵（図示せず。）と、アジマス推進器１とを備える。主プロペラは、船体中心縦断面内に設置され、舵は、主プロペラの後方にて、支柱（図示せず。）を介して船体１０に対して鉛直軸周りに回動可能に取り付けられる。舵は横断面形状が流線形を有する板状の部材である。舵を支持する支柱は、舵の上部に鉛直方向に取り付けられ、支柱の上端部側が船体１０側に設けられた舵取り装置（図示せず。）に連結されて、舵及び支柱を一体的に回動させる。
【００１９】
アジマス推進器１は、舵の両側方、すなわち進行方向船体中心軸に対して右舷側と左舷側に設置される。アジマス推進器１、支柱５を介して、船体１に対し回動可能に取り付けられる。アジマス推進器１は、ケーシング２と、プロペラ３と、ストラット４を備える。
【００２０】
ケーシング２は、ほぼ楕円球形状、例えば繭（pod）形状であって、一端部にプロペラ３が設けられる。プロペラ３は、軸周りに回転することで、推進力を発揮する。ストラット４は、ケーシング２の上部に一体に固定され、横断面形状が例えば翼形を有する。
【００２１】
支柱５は、ストラット４の上部に鉛直方向に取り付けられ、支柱５の上端部側が船体１０側に設けられた旋回駆動機構（図示せず。）に連結されて、支柱５、ストラット４、ケーシング２及びプロペラ３を一体的に回動させる。これにより、アジマス推進器１は、プロペラ３の回転によって推進力を発生させて船舶を航行させる。また、アジマス推進器１が鉛直軸周りに回転することによって、操舵機能が得られ、船舶の進行方向を調整することができる。
【００２２】
次に、本実施形態に係る船舶のアジマス推進器１の設置位置及び船底の形状について説明する。
【００２３】
アジマス推進器１を船体１０に対して支持する支柱５は、船体１０内部に収容されている。すなわち、支柱５の略円筒面は、船底１１よりも上方に位置し、水による抵抗を受けない。図３に示すように、進行方向船体中心軸に対して直角な船体断面において、船底１１のうちアジマス推進器１直上部分は、他の部分よりも下方に突出しており、船底１１の形状はＷ型断面とされている。これにより、アジマス推進器１の支柱５の露出が低減される。船底１１のＷ型断面は、船首へ行くにつれ徐々に下降する。また、船首へ行くにつれて、Ｗ型断面のうち最も下方に突出した部分と最も上方に凹んだ部分との高低差が減少し、最終的には高低差が無くなる。すなわち、Ｗ型断面は、船首へ行くにつれ船底に消し込まれていく。
【００２４】
図１は、アジマス推進器１を通過する、船体中心縦断面に対して平行な面で切断された船体を示す縦断面図である。アジマス推進器１が設けられる位置を含む船体中心縦断面に対して平行な面内の船底１１は、図１に示すように、アジマス推進器１の前方から船尾にかけて上昇した稜線１１ａ、傾斜面１１ｂ及び稜線１１ｄと、アジマス推進器１前後の水平面１１ｃからなる。すなわち、船体１０を側面視したとき、船底１１は、アジマス推進器１の前方からアジマス推進器１前後の水平面１１ｃに到達するまで上昇し、アジマス推進器１の前後の水平面１１ｃで水平となったのち、アジマス推進器１前後の水平面１１ｃよりも後方から船尾にかけて再び上昇する。
【００２５】
アジマス推進器１近傍の船底１１は、水平面１１ｃであり、この水平面１１ｃは、図１に示すように、アジマス推進器１のストラット４の上端面に対向している。その結果、アジマス推進器１のストラット４が上端にて船体１０と接触することなく、アジマス推進器１は、鉛直軸周りに適切に360°回転できる。すなわち、水平面１１ｃによって、アジマス推進器１のストラット４が回転可能な領域が確保される。
【００２６】
また、船底１１は、図１に示すように、稜線１１ａ及び稜線１１ｄを仮想的に延長して、稜線１１ａと稜線１１ｄを滑らかな仮想線１３で結ぶことができる。すなわち、アジマス推進器１が設けられる位置を含む船体中心縦断面に対して平行な面内で、稜線１１ａ、仮想線１３及び稜線１１ｄは、アジマス推進器１の前方から船尾にかけて、徐々に上昇していく。船底１１の傾斜面１１ｂと水平面１１ｃは、仮想線１３よりも上方に収まっている。
【００２７】
ここで、説明の便宜上、船底１１が稜線１１ａ、仮想線１３及び稜線１１ｄで結ばれ、これらのラインと右舷側面１１Ｒ、左舷側面１１Ｌ、及び、中央面１１Ｃを結んだ曲面を仮想曲面という。この仮想曲面を水平に切断して（切り欠いて）形成される面が、船底１１の水平面１１ｃである。また、傾斜面１１ｂは、船底１１の下方側から水平面１１ｃと交わるように、仮想曲面を斜めに切断して（切り欠いて）形成される面である。傾斜面１１ｂと水平面１１ｃは、互いに隣接する。傾斜面１１ｂは、船底１１の最も低い部分から切断したものではなく、稜線１１ａを残して、仮想曲面を切断したものである。また、水平面１１ｃも船底１１の最も高い部分から切断したものではなく、稜線１１ｄを残して、仮想曲面を切断したものである。よって、傾斜面１１ｂと水平面１１ｃはともに、図２に示すように、船底１１の下方側から見たとき、三角形形状を有している。このように、船底１１が、仮想曲面を傾斜面１１ｂと水平面１１ｃによって切り欠いた形状を有することによって、船底１１は、下方に突出した部分が形成されない。
【００２８】
アジマス推進器１を支持する支柱５は、船底１１から下方に向けて突出することなく、船体１０内に収容されている。そのため、形状抵抗が低く抑えられる。
【００２９】
さらに、上述したように、断面がＷ字形状で傾斜面１１ｂが形成された船底形状を有することによって、支柱５を長くしてアジマス推進器１の設置位置を水面から深くしたときでも、形状抵抗を低く抑えることができる。そのため、主プロペラが船体中心縦断面内に設置され、主プロペラの右舷側と左舷側それぞれにアジマス推進器１が一つずつ設けられる場合において、船体１０がロールしたとしても、アジマス推進器１を水面上へ出にくくすることができ、アジマス推進器１のプロペラ３が空中に露出して起きる空転を防ぐことができる。
【００３０】
従来、アジマス推進器の支柱を長くしてアジマス推進器１の設置位置を水面から深くしようとした場合、図５〜図７に示すように、アジマス推進器１の前後において、船底形状を下方に突出させる突出面２１を形成することが考えられる。しかし、シミュレーション結果によると、このように突出面２１を形成する例の場合、支柱５に対する抵抗を減らすことができず、突出面２１を設けず、支柱５を水中に露出させた場合よりも抵抗が上昇するという結果が得られた。一方、本実施形態の船底形状によれば、シミュレーション結果によると、アジマス推進器１の支柱５を水中に露出させた場合よりも抵抗が下降するという結果が得られた。
【００３１】
また、図１〜図３に示したような船底１１の仮想曲面を切り欠いた形状とせずに、図５〜図７に示すように滑らかな曲面で船底１１の形状を形成すると曲率変化が大きく、曲げ加工の多い形状となる。一方、本実施形態では、船底１１が船底の最も低い部分から船尾にかけて緩やかに上昇し、アジマス推進器１付近の形状も傾斜面１１ｂと水平面１１ｃから形成され、ナックル（折れ角）を有して傾斜面１１ｂと水平面１１ｃが接合されているため、図５〜図７に示すような複雑な曲面形状を有さない。したがって、曲げ加工作業を低減でき、建造コストも削減できる。
【００３２】
なお、上述した実施形態に対して、図４に示すように、船底の後端部の形状を変更してもよい。変形例に係る船底は、船底の最後端から船長の0.3％以上2.0％以下の間までの位置において屈曲部分を有し、船底の最後端側が下方に傾斜した面１１ｅを有する。この形状を有することにより、シミュレーション結果によると、アジマス推進器１後方の造波抵抗を低減することができることが確認された。
【符号の説明】
【００３３】
１  アジマス推進器
２  ケーシング
３  プロペラ
４  ストラット
５  支柱（支持部材）
１０  船体
１１  船底
【図１】
2015164820.tif 000003
【図２】
2015164820.tif 000004
【図３】
2015164820.tif 000005
【図４】
2015164820.tif 000006
【図５】
2015164820.tif 000007
【図６】
2015164820.tif 000008
【図７】
2015164820.tif 000009