(57)【要約】【課題】プッシャー単独航行時における復原性の改善と速力制限の解除、およびプッシャーとバージを連結した状態での推進性能の改善により大幅な省エネを図ることのできるプッシャー・バージ一体型船体を提供する。【解決手段】プッシャー１０とバージ２０を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャー１０の船首側中心部に連結凹入部１１を形成して３胴型とし、前記バージ２０の船尾側に、前記連結凹入部１１に挿入して組付く連結凸入部２１を形成し、前記プッシャー１０の船底を、船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部１２としてバトックフロー型とし、前記バージ２０の船首部を除く部分から前記プッシャー１０の全体にわたって、その両側面を相互に平行な直線面２とし、前記プッシャー１０の船尾に、１軸、２軸または多軸の推進装置１３を設ける。【選択図】　　　図３
2004142665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プッシャー（１０）とバージ（２０）を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャーの船首側中心部に連結凹入部（１１）を形成して３胴型とし，前記バージの船尾側に，前記連結凹入部に挿入して組付く連結凸入部（２１）を形成してなるプッシャー・バージ一体型船体。
【請求項２】
プッシャー（１０）とバージ（２０）を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャーの船首側中心部に連結凹入部（１１）を形成して３胴型とし，前記バージの船尾側に，前記連結凹入部に挿入して組付く連結凸入部（２１）を形成し、前記プッシャーの船底を，船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部（１２）としてバトックフロー型としてなるプッシャー・バージ一体型船体。
【請求項３】
プッシャー（１０）とバージ（２０）を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャーの船首側中心部に連結凹入部（１１）を形成して３胴型とし，前記バージの船尾側に，前記連結凹入部に挿入して組付く連結凸入部（２１）を形成し、前記プッシャーの船底を，船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部（１２）としてバトックフロー型とし、前記バージの船首部を除く部分から前記プッシャーの全体にわたって，その両側面を相互に平行な直線面（２）としてなるプッシャー・バージ一体型船体。
【請求項４】
プッシャー（１０）とバージ（２０）を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャーの船首側中心部に連結凹入部（１１）を形成して３胴型とし，前記バージの船尾側に，前記連結凹入部に挿入して組付く連結凸入部（２１）を形成し、前記プッシャーの船底を，船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部（１２）としてバトックフロー型とし、前記バージの船首部を除く部分から前記プッシャーの全体にわたって，その両側面を相互に平行な直線面（２）とし、前記プッシャーの船尾に，１軸，２軸または多軸の推進装置（１３）を設けてなるプッシャー・バージ一体型船体。
【請求項５】
プッシャー（１０）とバージ（２０）を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャーの船首側中心部に連結凹入部（１１）を形成して３胴型とし，前記バージの船尾側に，前記連結凹入部に挿入して組付く連結凸入部（２１）を形成し、プッシャー（１０）の連結凹入部（１１）の一番奥の鉛直壁（１１ａ）に、油圧シリンダー（１８）と押出ピストン（１９）からなる押出装置（１７）をプッシャー船体中心線（Ｍ−Ｍ）上に設けると共に、押出ピストン（１８）に対応するテーパー状組付凹部（２２）をばバージ（２０）に設けたプッシャー・バージー体型船体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プッシャーとバージを着脱自在に一体化した船体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１および図２を参照して説明する。従来のプッシャー３１とバージ３２を着脱自在に一体化したいわゆるプッシャー・バージ一体型船体３０は、バージ３２の船尾に凹入部３３を設け、その凹入部３３に単胴型プッシャー３１の船首部に形成した凸入部３４を挿入させて両者を連結させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の一体型船体３０においては、プッシャー３１に凸入部３４を形成しているので、その幅には自ずと制約がある。そのため、プッシャー３１単独で航行する場合には、その復原性がきわめて悪く、せいぜい、それが持つ１／２程度の出力しか出すことができない。さらに、旋回や方向転換時には、復原性が悪いために傾斜角度が大きく、乗船者に極度な不安感を与え、また、転覆の危険性もあるため、許容最大舵角度も５度程度（通常の船舶では３５度が標準）が限度である。
【０００４】
また、プッシャー３１とバージ３２を連結した状態で連結部分の船体形状が複雑で、かつ狭小なため、両者の間に段差が生じる等して推進性能を阻害することが頻繁に発生する。従って、所要の速力を得るために過大な推進機関の装備が必要になり、きわめて不経済である。
【０００５】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、プッシャー単独航行時における復原性の改善と速力制限の解除、およびプッシャーとバージを連結した状態での推進性能の改善により大幅な省エネを図ることのできるプッシャー・バージ一体型船体を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図３乃至図７を参照して説明する。第一の発明に係るプッシャー・バージ一体型船体１は、プッシャー１０とバージ２０を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャー１０の船首側中心部に連結凹入部１１を形成して３胴型とし、前記バージ２０の船尾側に、前記連結凹入部１１に挿入して組付く連結凸入部２１を形成してなるものである。
【０００７】
第二の発明に係るプッシャー・バージ一体型船体１は、プッシャー１０とバージ２０を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャー１０の船首側中心部に連結凹入部１１を形成して３胴型とし、前記バージ２０の船尾側に、前記連結凹入部１１に挿入して組付く連結凸入部２１を形成し、前記プッシャー１０の船底を、船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部１２としてバトックフロー型としてなるものである。
【０００８】
第三の発明に係るプッシャー・バージ一体型船体１は、プッシャー１０とバージ２０を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャー１０の船首側中心部に連結凹入部１１を形成して３胴型とし、前記バージ２０の船尾側に、前記連結凹入部１１に挿入して組付く連結凸入部２１を形成し、前記プッシャー１０の船底を、船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部１２としてバトックフロー型とし、前記バージ２０の船首部を除く部分から前記プッシャー１０の全体にわたって、その両側面を相互に平行な直線面２としてなるものである。
【０００９】
第四の発明に係るプッシャー・バージ一体型船体１は、プッシャー１０とバージ２０を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャー１０の船首側中心部に連結凹入部１１を形成して３胴型とし、前記バージ２０の船尾側に、前記連結凹入部１１に挿入して組付く連結凸入部２１を形成し、前記プッシャー１０の船底を、船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部１２としてバトックフロー型とし、前記バージ２０の船首部を除く部分から前記プッシャー１０の全体にわたって、その両側面を相互に平行な直線面２とし、前記プッシャー１０の船尾に、１軸、２軸または多軸の推進装置１３を設けてなるものである。
【００１０】
第五の発明に係るプッシャー・バージ一体型船体１は、プッシャー１０とバージ２０を着脱自在に一体化した船体であって、前記プッシャー１０の船首側中心部に連結凹入部１１を形成して３胴型とし、前記バージ２０の船尾側に、前記連結凹入部１１に挿入して組付く連結凸入部２１を形成し、プッシャー１０の連結凹入部１１の一番奥の鉛直壁１１ａに、油圧シリンダー１８と押出ピストン１９からなる押出装置１７をプッシャー船体中心線Ｍ−Ｍ上に設けると共に、押出ピストン１８に対応するテーパー状組付凹部２２をバージ２０に設けたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係るプッシャー・バージ一体型船体１の実施形態を、図３乃至図７に示す。これは、プッシャー１０とバージ２０を連結および離脱自在に一体化した船体であり、プッシャー１０の船首側の中心部に連結凹入部１１を形成して３胴型とし、バージ２０の船尾側に連結凹入部１１に挿入して組付く連結凸入部２１を形成している。
【００１２】
また、プッシャー１０の船底を、船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部１２として、いわゆるバトックフロー型としている。さらに、バージ２０の船首部を除く略全体部分から前記プッシャー１０の全体にわたって、その両側面を相互に平行な直線面２，２としている。またさらに、プッシャー１０の船尾に、２軸の竪型推進装置１３および舵１４を設けている。
【００１３】
このプッシャー・バージ一体型船体１は、プッシャー１０を３胴型とし、その船首部に連結凹入部１１を形成すると共に、バージ２０の船尾部に、当該連結凹入部１１に挿入して組付ける連結凸入部２１を形成しているので、プッシャー１０の幅をバージ２０の幅と一致させて従来より大きく設定することができる。これにより、プッシャー１０の単独航行時における復原性を大幅に改善することができ、推進出力の制限も必要なく、全出力での航行を可能とすることができる。
【００１４】
また、プッシャー１０の船底を、船尾側に向かって斜め上方に切り上げた傾斜部１２としてバトックフロー型とし、バージ２０の船首部を除く部分からプッシャー１０の全体にわたって、その両側面を相互に平行な直線面２，２としているので、流速変化による船尾部の造波を制御して、プッシャー１０とバージ２０を連結した状態での船尾部の推進抵抗を減少させることができる。すなわち、これにより、水流Ｆがほぼ均一な流れとなり、船尾付近の引き波Ｗを発生することのない船型とすることができ、船体１の前後左右の浮力配分（船体安定性）および推進効率の優れた形状とすることができる。その結果、従来の一体型船体３０に比べて大幅な省エネが可能となる。
【００１５】
なお、推進抵抗の減少は、本発明者らが水槽試験によって確認した。そのときの水流Ｆと波Ｗの状況を図６に示す。また、従来例に係る一体型船体３０を使用して行った水槽実験の結果を図２に示す。この二つの図から明らかなように、本発明に係る一体型船体１における水流Ｆは、従来例の場合と比較して円滑に流れていることがわかる。また、波Ｗについても、本発明の場合が、従来例の場合と比較して穏やかである。これにより、本発明に係るプッシャー・バージ一体型船体１の方が推進抵抗が小さく、大幅な省エネに繋がることが分かる。
【００１６】
さらに、この一体型船体１は、プッシャー１０の船尾に、２軸の推進装置１３を設けているので、推進力を必要に応じて自由に増減させることができ、これによっても省エネが可能となる。また、十分な速力を得ることもできる。なお、推進装置１３は、船体１の大きさや用途等によって、１軸あるいは３軸以上の多軸とすることができる。
【００１７】
本実施形態におけるプッシャー・バージ一体型船体１の作用を具体的に述べる。この一体型船体１は、上記した構成としているので、プッシャー１０の単独航行時における復原性は、従来のものに比べて約３倍強のメタセンタ高さ（ＧＭ）を得ることができる。従って、推進機関の出力制限は全く不要となる。また、旋回あるいは方向転換時における舵角度の制限も必要がなく、通常の船舶同様に自由な操船を安全に行うことができる。
【００１８】
また、プッシャー１０をバトックフロー型とすると共に、船体１の両側面（バージ２０の船首部を除く）を相互に平行な直線面２，２としているので推進性能を大幅に改善することができ、これにより、従来の一体型船体３０と比較して約３０％の省エネ効果を得ることができる。また、省エネにより大気汚染物質の排出量も抑制できるので環境保全にも寄与することができる。
【００１９】
なお、プッシャー１０は３胴型として有効面積を大きく採っているので、竪型推進装置１３や舵１４の他に、原動機や煙突等を効率良く配置することができる。また、船体１の中心には、バージ２０からプッシャー１０に連続するようにスケグ３を配置し、航行時の保針性が十分に保持できるようにしている。
【００２０】
さらに、プッシャー１０とバージ２０との連結を強固にするために、プッシャー１０の前面には複数の組付凸部１５を設け、バージ２０の後面にはそれらが嵌入する組付凹部２２を形成している。また、プッシャー１０の左右両側の下端前面には傾斜状の傾斜ガイド面１６を形成し、また、バージ２０の左右両側の下端後面にその傾斜ガイド部１６に合体する傾斜合体面２３を形成している。これにより、両者の連結および離脱を容易に行えるようにしている。
【００２１】
なお、プッシャー１０とバージ２０の連結部分には、複数の締結具４および横揺れ防止具５を介在させ、両者の連結を強固で安定したものとしている。
【００２２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、プッシャー１０の船首部に連結凹入部１１を形成して３胴型とすると共に、バージ２０の船尾部に当該連結凹入部１１に挿入して組付ける連結凸入部２１を形成しているので、プッシャー１０の幅をバージ２０の幅と一致させて従来より大きく設定することができる。これにより、プッシャー１０の単独航行時における復原性を大幅に改善することができ、推進出力の制限も必要なく、全出力での航行を可能にすることができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、それに加えて、プッシャー１０の船底を、船尾側に向かって斜め上方に切り上げて傾斜部１２としたバトックフロー型としているので、プッシャー１０とバージ２０を連結した状態での船尾部の推進抵抗を減少させることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、それに加えて、バージ２０の船首部を除く部分からプッシャー１０の全体にわたって、その両側面を相互に平行な直線面２としているので、プッシャー１０とバージ２０を連結した状態での船尾部の推進抵抗を、さらに減少させることができ、大幅な省エネを図ることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、それに加えて、プッシャー１０の船尾に、１軸、２軸または多軸の推進装置１３を設けているので、推進力を必要に応じて自由に増減させることができ、さらなる省エネを図ることができる。同時に、十分な速力を得ることができる。
【００２６】
請求項５の発明に係るプッシャー・バージ体型船体は、連結又は離脱に際して両者の喫水が自由浮遊になったときに略同一になるように予めバラスト等により調整しておくが、喫水調整が不可能な場合（例えばバージに貨物を積載した状態でプッシャーを離脱させる場合）は両者の喫水差から生じた浮力により両者は組み付け凸部１５と組み付け凹部２２が上下方向に密着され離脱が不可能になることが懸念される。このような場合にも離脱が可能とするためプッシャーに（図７）に示すように圧力式押出し装置（油圧シリンダー１８と押出しピストン１９から成り立つもの１７を設け、この押出し装置１７の押出しピストン１９をプッシャー１０の連結凹入部１１の組付凹部１５の船体中心線Ｍ−Ｍ上に装備し、プッシャー１０とバージ２０の締結具４及び横揺れ防止具５を全て解放した後に油圧式押出し装置１７を作動させプッシャー１０をバージ２０から離脱させるので、作動が確実である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例に係るプッシャー・バージ一体型船体の概略を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】従来例に係る一体型船体の船尾部にける水流と波の状況を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
【図３】本発明に係るプッシャー・バージ一体型船体の一実施形態を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】図３の実施形態に係る一体型船体のプッシャーを示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。
【図５】図３の実施形態に係る一体型船体のバージを示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は左正面図（背面図）、（ｃ）は平面図である。
【図６】図３の実施形態による一体型船体の船尾部における水流と波の状況を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
【図７】本発明に係るプッシャー・バージー体型船体の他の実施形態を示すもので、（ａ）は（ｂ）のＭ−Ｍ側面図、（ｂ）は（ａ）のＮ−Ｎの平面図である。
【符号の説明】
１　　　プッシャー・バージ一体型船体
２　　　直線面
３　　　スケグ
４　　　締結具
５　　　横揺れ防止具
１０　　プッシャー
１１　　連結凹入部
１１ａ　鉛直壁
１２　　傾斜部
１３　　推進装置
１４　　舵
１５　　組付凸部
１６　　傾斜ガイド面
１７　　押出し装置
１８　　シリンダー
１９　　ピストン
２０　　バージ
２１　　連結凸入部
２２　　組付凹部
２３　　傾斜合体面
３０　　プッシャー・バージ一体型船体
３１　　プッシャー
３２　　バージ
３３　　凹入部
３４　　凸入部
Ｆ　　　水流
Ｗ　　　波
【図１】
2004142665.tif 000003
【図２】
2004142665.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004142665.tif 000006
【図５】
2004142665.tif 000007
【図６】
2004142665.tif 000008
【図７】
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