(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該船舶の前後方向に関して、船首垂線から後方に垂線間長の０．５％離れた位置と船首垂線から後方に垂線間長の２％離れた位置との間で、かつ、当該船舶の上下方向では満載喫水線と暴露甲板との間の領域を第１領域としたとき、
当該船舶の前後方向に垂直な断面で前記第1領域内の船体表面の形状を示す船首フレームラインのいずれかにおいて、該船首フレームラインの接線が鉛直方向となす傾斜角が上側からの角度で６５度以上である特定傾斜ライン部の長さが片舷につき、当該船舶の型幅の２％以上であることを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記第１領域における前記特定傾斜ライン部が構成する船体表面のうち５０％以上１００％以下の部分が可展面で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
船首端における満載喫水線と暴露甲板との高さの差を基準高さとし、
前記第１領域における、当該船舶の上下方向で満載喫水線より前記基準高さの５０％高い基準水平線と満載喫水線との間の領域を第１下部領域としたときに、
前記型幅の２％以上の特定傾斜ライン部を有する前記船首フレームラインが、前記第１下部領域において、最も船体中心側の部位と最も舷側側の部位との間の船体幅方向の距離が、前記型幅の４％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶。
【請求項４】
船首端における満載喫水線と暴露甲板との高さの差を基準高さとし、
前記第１領域における、当該船舶の上下方向で満載喫水線より前記基準高さの５０％高い基準水平線と満載喫水線との間の領域を第１下部領域としたときに、
前記型幅の２％以上の特定傾斜ライン部を有する前記船首フレームラインのいずれかの中に、前記第１下部領域内に、鉛直方向となす傾斜角が±１０度以下である部分が前記基準高さの２５％以上存在する前記船首フレームラインがあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項５】
船首端における満載喫水線と暴露甲板との高さの差を基準高さとし、
前記第１領域における、当該船舶の上下方向で満載喫水線より前記基準高さの５０％高い基準水平線と暴露甲板との間の領域を、第１上部領域としたときに、
前記型幅の２％以上の特定傾斜ライン部を有する前記船首フレームラインのいずれかの中に、当該船舶の外側から見て凹となり、かつ、前記第１上部領域内に曲率半径が当該船舶の型幅の８％以下となる凹部が存在するか、または折れ点が存在する前記船首フレームラインがあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項６】
当該船舶の前後方向に関して船首垂線から後方に垂線間長の２％離れた位置と当該船舶の最前端との間で、かつ、当該船舶の上下方向では満載喫水線と暴露甲板との間の領域を第２領域としたときに、
該第２領域において、船体中心面に平行な任意の面で船体表面を切断した断面曲線のいずれにおいても、該断面曲線の接線が鉛直方向となす傾斜角が５０度を超える部分が、垂線間長の０．５％以上存在しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項７】
当該船舶の方形係数が０．７５以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項８】
船首垂線と当該船舶の最前端の距離がゼロ以上でかつ垂線間長の１％以下であることを特徴とする請求項１〜７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、船首フレアを設けた船首部における水の流れを効率よく後方に流すことができて、造波抵抗の増加と波浪中の抵抗増加を減少でき、しかも、幅広な暴露甲板を備えることができる船首形状を有する船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
排水量型の船舶においては、船首前端付近の形状すなわち船首形状は、船舶の推進に要するエネルギーを低減するために、造波抵抗が小さく、波浪による抵抗増加も少ない形状であることが求められている。
【０００３】
この船首形状が肥大していると、船舶が前進する際に船首部に流入してくる水がせき止められ易くなり、動圧によって水面が上昇するので、大きな水面波が発生して、造波抵抗が大きくなる。また、波浪中においては入射波が前方へ著しく反射され、大きな抵抗増加を招く。
【０００４】
そのため、船舶の船首形状においては、満載喫水線付近とそれより下の形状については、船首バルブの部分を除き、船首部の前端付近があまり肥大しないように設計されている。
【０００５】
その一方で、満載喫水線より上方においては、波浪による冠水防止や人員の安全、甲板、及び甲板上の艤装品や貨物の損傷防止の観点から、波浪中においても暴露甲板まで水が到達し難くすることが求められる。その上、係船機械の配置の観点から暴露甲板の幅がある程度広いことも要求される。そのため、図６〜図８に示すように、従来技術の船舶１Ｘでは、暴露甲板１３（Ｚ４）付近の船体の幅は、暴露甲板１３における船体の幅を広くするために、満載喫水線ＷＬ付近より少し上の位置Ｐｃから上方を広げて形成することが多く、船首部の満載喫水線ＷＬより上側においては下よりも上が広い船首フレア１４Ｘとなっている。
【０００６】
この船首フレア１４Ｘを設ける場合に、従来の船舶１Ｘでは、図６に示すように、満載喫水線ＷＬの位置のウォーターライン（水平断面ライン）Ｚ０から暴露甲板１３のウォーターラインＺ４にかけて、船首フレームライン（ボディライン）Ｘ１〜Ｘ４が上方に向かって緩やかに広がる形状を採用しているが、この船首フレームラインＸ１〜Ｘ４の傾斜角αを、船首垂線Ｆ．Ｐ．付近においては、鉛直方向に対しておおむね４０度よりも小さくなっている。そのため、船首部の前端側は満載喫水線ＷＬの位置のウォーターラインＺ０の少し上の部分から上側に行くに従って肥大している形状となっている。
【０００７】
さらに、港湾等の制約に由来する船舶における全長の制限から、構造物が船首垂線Ｆ．Ｐ．よりも一定長さ以上前方に突出しないことも必要となる。この制限が厳しくて、構造物を船首垂線Ｆ．Ｐ．よりも前には、殆どあるいは全く突出させない、いわゆるバルブレス船型を採用する場合には、満載喫水線ＷＬの位置のウォーターラインＺ０より上の形状は、図８の一点鎖線の楕円形部分で示すように、ウォーターラインＺ１〜Ｚ４が前端付近で船体中心線に対して垂直に近くなり、極端に肥大なものにならざるを得ない。この場合に、船首フレア１４Ｘの前端形状は、船舶１Ｘの前後方向に垂直な平面に近いものになってしまう。この傾向は、方形係数Ｃｂが０．７５を超えるような肥大船で特に顕著となる。
【０００８】
このような、満載喫水線より上の船首端が著しく肥大した船舶が、波浪中を航行し、波浪による水面高さの変動と船体の縦揺れ・上下揺れによって船首端の満載喫水線よりかなり上の部分が水面と当たるとき、船首端によって大きな造波が発生し、また、船首端によって入射波が前方に強く反射され、船体抵抗が大きく増加する。
【０００９】
また、満載喫水線より上の船首端が著しく肥大していて、船の前後方向に垂直な平面に近い形状の船舶が、波浪中で上記のような状態に陥った場合、船首端付近で船体表面を上昇する水は暴露甲板高さに達してもなお船の前方へ向けた運動量を殆ど持ち得ないため、暴露甲板上へ冠水する可能性が高い。この冠水が著しい場合には、暴露甲板上の人員、貨物、艤装品に危害がおよぶほか、甚だしい場合は甲板の損傷や船内への浸水が生じる。
【００１０】
この船首フレアの前端形状の肥大化対策として、満載喫水線より上の船首形状を肥大にさせない構成が幾つか提案されている。
【００１１】
その一つとして、最大喫水線より上において船首端プロファイルを大きく前へ傾斜させ、最大喫水線より上のウォーターラインの前端付近を鋭角にした肥大船が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この肥大船では、船首垂線から船の最前端までの距離が短く制限されている場合は、船首端プロファイルを傾斜できる範囲も小さくなる。そのため、バルブレス船型かそれに近い船舶において一定以上の幅の甲板を設ける場合には、この肥大船では最大喫水線上の船首端の主たる部分が肥大化することを避けられないという問題がある。
【００１２】
また、船首垂線から船の最前端までの距離が短く、かつ最大喫水線より上の全てのウォーターラインで船首端付近が鋭角である肥大船が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この肥大船では、船首端付近に幅広な甲板を設ける手段が提供されていないため、この肥大船を採用できない場合が多いという問題がある。
【００１３】
また、船の最前端が船首垂線に略一致し、かつ上甲板高さまでのウォーターラインが鋭角である船舶の船首形状が提案されている（例えば、特許文献３参照）。さらに、ほぼ鉛直な船首端プロファイルを有し、かつ球状船首より上の全てのウォーターラインが鋭角である球状船首に関する構成が提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、この船舶の船首形状や球状船首に関する構成も、幅広な甲板を必要とする場合には適用できないという問題がある。
【００１４】
上記のように、従来技術の船舶では、いずれも実用上の制限が強く、適用可能な船舶が狭い範囲となっており、広範な要目の船舶において、特に肥大度が高くかつバルブレス船型かそれに近い船舶において、波浪の打ち込み防止の条件、幅広な暴露甲板の条件、構造物の前端側への突出防止の条件等を含めて上記の諸条件を十分に満足させる船首部の形状は知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−１４２５５３号公報
【特許文献２】特開２０００−３３５４７８号公報
【特許文献３】特開２００３−１６００９０号公報
【特許文献４】特表２０１２−５１７９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、船首フレアを設けた船首部における水の流れを効率よく後方に流すことができて、造波抵抗の増加と波浪中の抵抗増加を減少でき、しかも、幅広な暴露甲板を備えることができる船首形状を有する船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記のような目的を達成するための船舶は、当該船舶の前後方向に関して、船首垂線から後方に垂線間長の０．５％離れた位置と船首垂線から後方に垂線間長の２％離れた位置との間で、かつ、当該船舶の上下方向では満載喫水線と暴露甲板との間の領域を第１領域としたとき、当該船舶の前後方向に垂直な断面で前記第1領域内の船体表面の形状を示す船首フレームラインのいずれかにおいて、該船首フレームラインの接線が鉛直方向となす傾斜角が上側からの角度で６５度以上である特定傾斜ライン部の長さが片舷につき、当該船舶の型幅の２％以上であるように構成される。
【００１８】
この構成によれば、船首形状において、船首垂線付近の船首フレアの主たる部分を、鉛直方向に対して、従来技術の船舶よりも大きな角度、具体的には６５度以上に傾斜させるので、暴露甲板より僅かに下の部分から船体を広げることになり、船首端付近における満載喫水線上の肥大度を、従来技術よりも小さくでき、しかも、暴露甲板付近の船体形状を幅広なものとすることができる。
【００１９】
そして、満載喫水線上まで船首の肥大度が小さいため、この船舶が波浪中を航行していて、満載喫水線よりも相当上の部分に対して波が船首端に当たるような場合であっても、船首端が波を造ることに伴う船体抵抗の増加、及び、船首端において入射波を反射させることに伴う船体抵抗の増加を、従来技術の船舶よりも小さくすることができる。
【００２０】
一方、当該船舶は暴露甲板付近は幅広となるため、容易に、暴露甲板の幅の確保と、暴露甲板の冠水防止とを可能とすることができる。
【００２１】
また、船首フレアの前端付近が、暴露甲板の直下では鉛直な面ではなく、鉛直方向に対してある程度前方に傾斜した面となっているので、当該船舶が波浪中を航行し、水が船首フレアの前端付近に沿って暴露甲板付近まで上昇した場合でも、水は、上側が前方に傾斜した面に沿って移動するため、前向きの運動量を得ることになる。そのため、水が暴露甲板高さを超えた場合であっても、暴露甲板上に冠水する可能性が小さくなる。
【００２２】
言い換えれば、Ｓ．Ｓ．（スクエアステーション）９．９５〜Ｓ．Ｓ.９．８０の間のいずれかの船首フレームラインに、傾きが６５度以上の区間が、片舷につき型幅の２％以上存在するという条件を満たすことである。つまり、この構成の船舶では、船首端付近において、満載喫水線から暴露甲板の僅かに下の部分までの広い範囲で、船首フレームラインの下部を痩せさせることできるため、従来技術の船舶よりも肥大でない部分、即ち、痩せた部分が高い位置まで上がることになる。
【００２３】
従来技術では、船首垂線付近では水平に近い船首フレームラインは、波浪中で損傷し易いと信じられていたために、水平に近い船首フレームラインを設けないことが鉄則であったが、この構成では、敢えて、上記の構成を採用して水平に近い船首フレームラインを設けることにより、船首端付近の肥大部分を、幅広にする必要がある部分である暴露甲板のごく近傍だけに限定することができ、船体抵抗を減少できると共に、波の甲板打ち込みを減少させることができる。
【００２４】
なお、傾斜角と特定傾斜ライン部の幅方向の長さの上限は、通常は、船舶の構成上、自然に傾斜角の上限は９０度、特定傾斜ライン部の幅方向の長さの上限は、５０％となるが、波浪による衝撃力をより緩和するため傾斜角の上限は好ましくは８５度以下で、特定傾斜ライン部の幅方向の長さは好ましくは４０％以下である。
【００２５】
上記の船舶において、前記第１領域における前記特定傾斜ライン部が構成する船体表面のうち５０％以上１００％以下の部分が可展面で形成されているように構成されると、次のような効果がある。
【００２６】
この構成によれば、船首フレアは従来技術では３次元的な曲げ加工を必要とする表面形状で造られることが多かったが、船首フレアの主たる部分を可展面で形成することにより、外板の多くの部分を、平板を二次元的に曲げただけのものとすることができるので、船体表面の曲げ加工が容易となり、従来技術の船首フレアとは著しく形状が異なるにもかかわらず、容易に製作可能となり、船首フレアの加工工数を著しく低減でき、加工コストを下げることができる。
【００２７】
上記の船舶で、船首端における満載喫水線と暴露甲板との高さの差を基準高さとし、前記第１領域における、当該船舶の上下方向で満載喫水線より前記基準高さの５０％高い基準水平線と満載喫水線との間の領域を第１下部領域としたときに、前記型幅の２％以上の特定傾斜ライン部を有する前記船首フレームラインが、前記第１下部領域において、最も船体中心側の部位と最も舷側側の部位との間の船体幅方向の距離が、前記型幅の４％以下であるように構成すると次のような効果がある。
【００２８】
従来技術では、船首垂線付近の船首フレームラインは、満載喫水線の少し上から広がったものであったが、この構成によれば、満載喫水線と同程度までに水面上の船首形状を鋭角なものとすることができる。特に、暴露甲板の僅かに下の部分まで船体の水平断面ラインが満載喫水線の位置の水平断面ラインとほぼ同一の形状であるので、当該範囲の形状が、全て波の発生の抑制および入射波の反射の抑制という観点から適正化されたものとなり、抵抗増加は著しく小さいものとなり、特に、波浪中での船体抵抗を減少できる。
【００２９】
また、上記の船舶において、船首端における満載喫水線と暴露甲板との高さの差を基準高さとし、前記第１領域における、当該船舶の上下方向で満載喫水線より前記基準高さの５０％高い基準水平線と満載喫水線との間の領域を第１下部領域としたときに、前記型幅の２％以上の特定傾斜ライン部を有する前記船首フレームラインのいずれかの中に、前記第１下部領域内に、鉛直方向となす傾斜角が±１０度以下である部分が前記基準高さの２５％以上存在する前記船首フレームラインがあるように構成されると次のような効果がある。なお、この鉛直方向となす傾斜角が±１０度以下である部分は直線状でも、略直線状をした曲線であってもよい。
【００３０】
この構成によれば、船首フレームラインの下側部分に関しては、鉛直な直線かそれに近い傾斜角が±１０度以下の形状で、鉛直方向に対する傾斜角の角度が増加し始める折れ曲がり部分まで上昇するように構成されるので、船首端付近の水線面形状が満載喫水線よりかなり上まで満載喫水線における水線面形状とほぼ同じ形状となる。これにより、船体抵抗はより小さいものとなる。同時に、船首端付近の船体形状が単純なものとなり、工作性が向上し、工作費用も低減される。
【００３１】
なお、この船首フレームラインの下側部分の傾斜角は±１０度以下であり、例えば、鉛直方向から下側が内側になる角度をプラスと定義した場合に、下限はマイナス１０度で上限はプラス１０度である。また、この傾斜角の部分の長さに関しては、下限は、基準高さの２５％であるが、通常は基準高さの３０％以上、好ましくは４０％以上であるが、５０％以上がより好ましい。
【００３２】
また、上記の船舶において、船首端における満載喫水線と暴露甲板との高さの差を基準高さとし、前記第１領域における、当該船舶の上下方向で満載喫水線より前記基準高さの５０％高い基準水平線と暴露甲板との間の領域を、第１上部領域としたときに、
前記型幅の２％以上の特定傾斜ライン部を有する前記船首フレームラインのいずれかの中に、当該船舶の外側から見て凹となり、かつ、前記第１上部領域内に曲率半径が当該船舶の型幅の８％以下となる凹部が存在するか、または折れ点が存在する前記船首フレームラインがあるように構成されると、次の効果がある。
【００３３】
従来技術では、船首フレアの船首フレームラインは、滑らかな曲線又は直線で構成するのが普通で、船首フレームラインの曲率半径がやや小さい凹部を設けるにしても、それは満載喫水線の直ぐ上であったが、この構成によれば、上記の構成と組み合わせることで、船首端付近の肥大部分をより狭い範囲に限定することができて、甲板へ向けて船体を拡幅する範囲を狭め、船首部のウォーターラインの大半を鋭角で流力的に優れた形状にすることができる。つまり、上記の特定傾斜ライン部を採用したことによる利点を最大限に受けることができる。従来の線図でよく見られる緩やかな曲線を用いたのでは、甲板よりかなり下から船体を肥大化しなければならず、上記の利点が減殺されることになる。
【００３４】
上記の船舶において、当該船舶の前後方向に関して船首垂線から後方に垂線間長の２％離れた位置と当該船舶の最前端との間で、かつ、当該船舶の上下方向では満載喫水線と暴露甲板との間の領域を第２領域としたときに、該第２領域において、船体中心面に平行な任意の面で船体表面を切断した断面曲線のいずれにおいても、該断面曲線の接線が鉛直方向となす傾斜角が５０度を超える部分が、垂線間長の０．５％以上存在しないように構成すると、次のような効果がある。
【００３５】
この構成によれば、三次元的にみた場合に、船首フレア部分の船体表面が鉛直方向に対して従来技術の船に比べて特に大きな傾斜を持っていないので、波浪中において、水が上昇して、あるいは、船首部分が下方に運動して、船首フレアが水面に衝突する場合であっても、水から船首フレア表面が受ける衝撃は、従来技術の船舶と同程度に留まる。
【００３６】
つまり、従来技術では、上記の特定傾斜ライン部の水平に近い船首フレームラインの船体は、水面とのなす角度が小さく、波を受けたときの衝撃が大きいと信じられてきたが、しかし、船首端付近については、船首フレームラインを水平に近づけても、鉛直方向に対する傾斜角度はそれほど大きくならず、その様な船体表面が水面となす角度も大きくなく、波による衝撃力も従来技術の船舶と同程度であることが分かった。このことは従来技術では知られていなかったことである。
【００３７】
そして、上記の船舶において、当該船舶の方形係数が０．７５以上であるか、船首垂線と当該船舶の最前端の距離がゼロ以上でかつ垂線間長の１％以下であると、即ち、肥大度が高く、またはバルブレス船型かそれに近い船型では、従来技術の設計では船首フレアの前端付近が特に肥大になり易いため、当技術を採用した場合の効果が特に大きくなる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の船舶によれば、船首端において、暴露甲板に必要な幅を確保しながらも、従来技術の船舶よりも、造波抵抗及び波浪中抵抗増加が小さいため、実海域を航行する場合のエネルギー消費が従来技術の船舶よりも少なくなる。
【００３９】
また、波浪中においても暴露甲板上に冠水し難いため、船舶の損傷や浸水、人員や貨物への危害のおそれが小さい。さらに、船首フレアが水面に衝突する場合に水から受ける衝撃は従来技術の船舶と同程度であるため、船首フレームラインが大きく傾斜しているにもかかわらず、船首フレアが損傷する特段のおそれはなく、水からの衝撃に起因する振動や騒音も従来技術の船舶と同程度にとどまる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態の船舶における、船舶の前後方向別の横断面における船体形状を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の船舶における、船舶の幅方向別の縦断面における船体形状を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の船舶における、船舶の高さ方向別の水平断面における船体形状を模式的に示す平面図である。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】図２の部分拡大図である。
【図６】従来技術の船舶における、船舶の前後方向別の横断面における船体形状を模式的に示す正面図である。
【図７】従来技術の船舶における、船舶の幅方向別の縦断面における船体形状を模式的に示す側面図である。
【図８】従来技術の船舶における、船舶の高さ方向別の水平断面における船体形状を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明に係る実施の形態の船舶について、図面を参照しながら説明する。この実施の形態の船舶は、図１〜図５に示すような船首形状をした排水量型の船舶１である。
【００４２】
そして、この船舶１は、図２に示すように、船舶１の前後方向に関しては、船首垂線Ｆ．Ｐ．から後方に垂線間長Ｌｐｐの０．５％離れた位置（スクエアステーションＳ．Ｓ．９．９５）Ｓｘ１と船首垂線Ｆ．Ｐ．から後方に垂線間長Ｌｐｐの２％離れた位置（スクエアステーションＳ．Ｓ．９．８０）Ｓｘ２との間の領域Ｘｒであり、かつ、この船舶１の上下方向に関しては、満載喫水線ＷＬと暴露甲板１３との間の領域Ｚｒである領域を第１領域Ｒ１とする。
【００４３】
そして、図２及び図４に示すように、満載喫水線ＷＬより基準高さＨｓの５０％高い水平線を基準水平線Ｚｈとした時に、この第１領域Ｒ１における、満載喫水線ＷＬと基準水平線Ｚｈとの間の領域を第１下部領域Ｒ１ｂとし、この第１領域Ｒ１における、基準水平線Ｚｈと暴露甲板１３との間の領域を第１上部領域Ｒ１ａとする。
【００４４】
また、図４に示すように、この船舶１の前後方向に垂直な各断面で船首フレアの形状を示す線を船首フレームラインＸ１〜Ｘ４（以下、Ｘｉ）とし、この船首フレームラインＸｉの接線Ｌｘが鉛直方向Ｌｚとなす傾斜角αが、上側からの角度で６５度以上である部位を特定傾斜ライン部とする。なお、通常は、船舶１の構成上、傾斜角αの上限は９０度となるが、傾斜角の上限は好ましくは８５度以下である。
【００４５】
また、図５に示すように、船舶１の前後方向に関して船首垂線Ｆ．Ｐ．から後方に垂線間長Ｌｐｐの２％離れた位置Ｓｘ２と船舶１の最前端Ｆｍ（図５では船首垂線Ｆ．Ｐ．と同じ位置）との間の領域Ｘｆで、かつ、船舶１の上下方向では満載喫水線ＷＬと暴露甲板１３との間の領域Ｚｒである領域を第２領域Ｒ２とする。
【００４６】
そして、本発明においては、まず、図１及び図４に示すように、この船首フレームラインＸ１〜Ｘ４（以下、Ｘｉ）のいずれかの船首フレームラインＸｊにおいて、特定傾斜ライン部の長さが片舷につき、船舶の型幅Ｂｍの２％以上であるように構成される。なお、この特定傾斜ライン部の幅方向の長さの上限は、５０％となるが、好ましくは４０％以下である。
【００４７】
これにより、図１及び図４に示すように、船首形状において、船首垂線Ｆ．Ｐ．付近の船首フレア１４の主たる部分を、鉛直方向Ｌｚに対して、従来技術の例えば図６の船舶１Ｘよりも大きな角度、具体的には６５度以上に傾斜させるので、これにより、船首端Ｆｍ（この図１〜図５の構成では船首垂線Ｆ．Ｐ．となる）付近における満載喫水線ＷＬ付近までの肥大度を、従来技術の船舶１Ｘよりも小さくして、暴露甲板１３より僅かに下の部分Ｐから船体を広げることになり、船首端付近における満載喫水線ＷＬ上の肥大度を、従来技術よりも小さくでき、しかも、暴露甲板１３付近の船体形状を幅広なものとすることができる。
【００４８】
そして、満載喫水線ＷＬ上まで船首の肥大度が小さいため、この船舶１が波浪中を航行していて、満載喫水線ＷＬよりも相当上の部分において、波が船首端Ｆｍに当たる場合であっても、船首端Ｆｍが波を造ることに伴う船体抵抗の増加、及び、船首端Ｆｍにおいて入射波を反射させることに伴う船体抵抗の増加を、従来技術の船舶１Ｘよりも小さくすることができる。
【００４９】
一方、当該船舶１は暴露甲板１３付近は幅広となるため、容易に、暴露甲板１３の幅の確保と、暴露甲板１３の冠水防止とを可能とすることができる。
【００５０】
また、図２に示すように、船首フレア１４の前端付近が、暴露甲板１３の直下では鉛直な面ではなく、鉛直方向に対してある程度傾斜した面となっているので、この船舶１が波浪中を航行し、水が船首フレア１４の前端付近に沿って暴露甲板１３付近まで上昇した場合でも、水は上側が前方に傾斜した面に沿って移動するため、前向きの運動量を得ることになる。そのため、水が暴露甲板１３の高さを超えた場合であっても、暴露甲板１３の上に冠水する可能性が小さくなる。
【００５１】
言い換えれば、Ｓ．Ｓ．（スクエアステーション）９．９５〜Ｓ．Ｓ.９．８０の間のいずれかの船首フレームラインＸｊにおいて、傾きが６５度以上の区間である特定傾斜ライン部が、片舷につき型幅Ｂｍの２％以上存在するという条件を満たすことである。つまり、この船舶１では、船首端Ｆｍの付近において、満載喫水線ＷＬから暴露甲板１３の僅かに下の部分Ｐまでの広い範囲で、船首フレームラインＸｊの下部を痩せた形状にできるため、図６〜図８に示すような従来技術の船舶１Ｘよりも、肥大でない部分が高い位置まで上がることになる。
【００５２】
これにより、従来技術では、船首垂線（Ｆ．Ｐ．）付近では水平に近い船首フレームラインＸｊは、波浪中で損傷し易いと信じられていたために、設けないことが鉄則であったが、これにより、敢えて、上記の構成を採用して水平に近い船首フレームラインＸｊを設けることにより、船首端Ｆｍの付近の肥大部分を、幅広にする必要がある部分である暴露甲板１３のごく近傍だけに限定することができ、船体抵抗を減少できると共に、波の甲板打ち込みを減少させることができる。
【００５３】
また、第１領域Ｒ１における特定傾斜ライン部が構成する船体表面のうち５０％以上１００％以下の部分を可展面で形成する。これにより、船首フレア１４は従来技術では３次元的な曲げ加工を必要とする表面形状で造られることが多かったが、船首フレア１４の主たる部分を可展面で形成することにより、外板の多くの部分を、平板を二次元的に曲げただけのものとすることができるので、船体表面の曲げ加工が容易となり、従来技術の船首フレア１４とは著しく形状が異なるにもかかわらず、容易に製作可能となり、船首フレア１４の加工工数を著しく低減でき、加工コストを下げることができる。
【００５４】
また、図４に示すように、型幅Ｂｍの２％以上の特定傾斜ライン部を有する船首フレームラインＸｊが、第１下部領域Ｒ１ｂにおいて、最も船体中心側の部位と最も舷側側の部位との間の船体幅方向の距離ｂｉが、型幅Ｂｍの４％以下であるように構成する。
【００５５】
これにより、従来技術では、船首垂線Ｆ．Ｐ付近の船首フレームラインＸｉは、満載喫水線ＷＬの少し上から広がったものであったが、この構成によれば、満載喫水線ＷＬと同程度までに水面上の船首形状を鋭角なものとすることができる。特に、暴露甲板１３の僅かに下の部分Ｐまで船体の水平断面ラインが満載喫水線ＷＬの位置の水平断面ラインとほぼ同一の形状であるので、当該範囲の形状が、全て波の発生の抑制および入射波の反射の抑制という観点から適正化されたものとなり、抵抗増加は著しく小さいものとなり、特に、波浪中での船体抵抗を減少できる。
【００５６】
また、型幅Ｂｍの２％以上の特定傾斜ライン部を有する船首フレームラインＸｊのいずれかの中に、第１下部領域Ｒｂ１内に鉛直方向Ｌｚとなす傾斜角βが±１０度以下である略直線部分が基準高さＨｓの２５％以上存在する船首フレームラインＸｋがあるように構成する。また、この傾斜角βの部分の長さに関しては、通常は基準高さＨｓの３０％以上、好ましくは４０％以上であるが、５０％以上がより好ましい。
【００５７】
この構成によれば、船首フレームラインＸｊの下側部分に関しては、鉛直な直線かそれに近い傾斜角βが±１０度以下の形状で、鉛直方向Ｌｚに対する傾斜角αの角度が増加し始める折れ曲がり部分Ｐまで上昇するように構成されるので、船首端Ｆｍの付近の水線面形状が満載喫水線ＷＬよりかなり上の部分Ｐまで満載喫水線ＷＬにおける水線面形状とほぼ同じ形状となる。これにより、船体抵抗はより小さいものとなる。同時に、船首端Ｆｍの付近の船体形状が単純なものとなり、工作性が向上し、工作費用も低減される。
【００５８】
更に、図１及び図４に示すように、型幅Ｂｍの２％以上の特定傾斜ライン部を有する船首フレームラインＸｊのいずれかの中に、船舶１の外側から見て凹となり、かつ、第１上部領域Ｒ１ａ内に曲率半径Ｒが船舶１の型幅Ｂｍの８％以下となる凹部が存在するか、または折れ点が存在する船首フレームラインＸｊがあるように構成する。
【００５９】
これにより、従来技術では、船首フレア１４の船首フレームラインＸｉは、滑らかな曲線又は直線で構成するのが普通で、船首フレームラインＸｉの曲率半径Ｒがやや小さい凹部を設けるにしても、それは満載喫水線ＷＬの直ぐ上であったが、この構成によれば、上記の構成と組み合わせることで、図３に示すように、船首端Ｆｍの付近の肥大部分をより狭い範囲に限定することができて、暴露甲板１３へ向けて船体を拡幅する範囲を狭め、船首部のウォーターラインの大半を鋭角で流力的に優れた形状にすることができる。つまり、上記の特定傾斜ライン部を採用することの利点を最大限に受けることができる。従来技術の正面線図でよく見られる緩やかな曲線を用いたのでは、暴露甲板１３よりかなり下から船体を肥大化しなければならず、上記の利点が減殺されることになる。
【００６０】
そして、図２及び図５に示すように、第２領域Ｒ２において、船体中心面に平行な任意の面で船体表面を切断した断面曲線Ｙ０〜Ｙ４のいずれにおいても、この断面曲線Ｙｉの接線Ｌｙが鉛直方向Ｌｚとなす傾斜角θが５０度を超える部分が垂線間長Ｌｐｐの０．５％以上存在しないように構成する。言い換えれば、傾斜角θが５０度を超える部分が連続で、垂線間長Ｌｐｐの０．５％未満となるように構成する。
【００６１】
これにより、三次元的にみた場合に、船首フレア１４の部分の船体表面が鉛直方向に対して従来技術の船に比べて特に大きな傾斜を持っていないので、波浪中において、水が上昇して、あるいは、船首部分が下方に運動して、船首フレア１４が水面に衝突する場合であっても、水から船首フレア１４の表面が受ける衝撃は、従来技術の船舶１Ｘと同程度に留まる。
【００６２】
つまり、従来技術では、上記のような構成の水平に近い船首フレームラインＸｊの船体は、水面とのなす角度が小さく、波を受けたときの衝撃が大きいと信じられてきたが、しかし、船首端Ｆｍの付近については、船首フレームラインＸｊを水平に近づけても、鉛直方向Ｌｚに対する船体表面の傾斜角度はそれほど大きくならず、その様な船体表面が水面となす角度も大きくなく、波による衝撃力も従来技術の船舶１Ｘと同程度であることが分かった。このことは従来知られていなかったことである。
【００６３】
そして、この船舶１の方形係数Ｃｂが０．７５以上であるか、船首垂線Ｆ．Ｐ．とこの船舶１の最前端（船首端）Ｆｍの距離がゼロ以上でかつ垂線間長Ｌｐｐの１％以下である場合には、つまり、肥大度が高く、またはバルブレス船型かそれに近い船型では、従来技術の設計では船首フレア１４の前端付近が特に肥大になり易いのに対して、当該技術を採用した場合の効果が特に大きくなる。
【００６４】
従って、上記の構成の船舶１によれば、船首端Ｆｍにおいて、暴露甲板１３に必要な幅を確保しながらも、従来技術の船舶１Ｘよりも、造波抵抗及び波浪中抵抗増加が小さいため、実海域を航行する場合のエネルギー消費が従来技術の船舶１Ｘよりも少なくなる。
【００６５】
また、波浪中においても水が暴露甲板１３上に冠水し難いため、船舶１の損傷や浸水、人員や貨物への危害のおそれが小さい。さらに、船首フレア１４が水面に衝突する場合に水から受ける衝撃は従来技術の船舶１Ｘと同程度であるため、船首フレームラインＸｊが大きく傾斜しているにもかかわらず、船首フレア１４が損傷する特段のおそれはなく、水からの衝撃に起因する振動や騒音も従来技術の船舶１Ｘと同程度にとどまる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の船舶によれば、船首端において、暴露甲板に必要な幅を確保しながらも、従来技術の船舶よりも、造波抵抗及び波浪中抵抗増加が小さいため、実海域を航行する場合のエネルギー消費が従来技術の船舶よりも少なくなるので、多くの船舶に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１、１Ｘ  船舶
１１  船底
１２  船側外板
１３  暴露甲板
１４、１４Ｘ  船首フレア
Ｂｍ  型幅
Ｆｍ  最前端（船首端）
Ｌｘ  接線（横断面における）
Ｌｙ  接線（側断面における）
Ｌｚ  鉛直方向
Ｈｓ  基準高さ（満載喫水線から暴露甲板までの高さ）
Ｐ  暴露甲板より僅かに下の部分
Ｒ１  第１領域
Ｒ２  第２領域
Ｓｘ１  船首垂線から後方に垂線間長の０．５％離れた位置
Ｓｘ２  船首垂線から後方に垂線間長の２％離れた位置
ＷＬ  満載喫水線
Ｘ０〜Ｘ４、Ｘｉ，Ｘｊ  船首フレームライン（ボディライン）
Ｘｆ  位置Ｓｘ２と最前端Ｆｍとの間の領域
Ｘｒ  位置Ｓｘ１と位置Ｓｘ２との間の領域
Ｙ０〜Ｙ４  船体中心面に平行な面で船体表面を切断した断面曲線
Ｚ０  満載喫水線の位置のウォーターライン（水平断面形状）
Ｚ１〜Ｚ４  ウォーターライン（水平断面形状）
Ｚｈ  基準水平線
Ｚｒ  満載喫水線と暴露甲板との間の領域
α  船首フレームラインの上部の接線が鉛直方向となす傾斜角（横断面内における）
β  船首フレームラインの下部の接線が鉛直方向となす傾斜角（横断面内における）
θ  断面曲線の接線が鉛直方向となす傾斜角（側断面内における）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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