(57)【要約】【課題】船本体の後端部に船外機を備えた船舶の保針性および風流れ性能を向上させることができる船舶のキール構造を提供すること。【解決手段】船本体１１の後部に船外機１６が取り付けられた漁船１０における船底面１１ａの中央に、船首から船尾にかけてキールを設けた。そして、このキールの船尾側部分を除く部分を、下方に向って突出したフィン型キール２０に形成するとともに、フィン型キール２０の前端位置を、漁船１０における無人喫水線Ｌよりも上方に位置させた。また、フィン型キール２０は、無人喫水線Ｌより上方の部分の長さを水線長の３〜２０％に設定し、無人喫水線Ｌより下方の部分の長さを水線長の５０〜９０％に設定し、最大高さｄを水線長の１〜５％に設定し、側面の水平面に対する角度ｅを３０〜８０度に設定し、側面と船底面とが交わる部分の曲率半径ｆを５０〜３００ｍｍに設定した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船本体の後端部に船外機が取り付けられる船舶における船底面の中央に、船首から船尾にかけて設けられた船舶のキール構造であって、
前記キールにおける船尾側部分を除く部分を、下方に向って突出したフィン型キールに形成するとともに、前記フィン型キールの前端位置を、前記船舶における無人喫水線よりも上方に位置させたことを特徴とする船舶のキール構造。
【請求項２】
前記キールにおける無人喫水線よりも上方に位置する部分の前後方向の長さを、船舶における水面上での前後方向の長さである水線長の３〜２０％に設定した請求項１に記載の船舶のキール構造。
【請求項３】
前記フィン型キールにおける無人喫水線よりも下方に位置する部分の前後方向の長さを、船舶における水面上での前後方向の長さである水線長の５０〜９０％に設定した請求項１または２に記載の船舶のキール構造。
【請求項４】
前記フィン型キールの最大高さを、船舶における水面上での前後方向の長さである水線長の１〜５％に設定した請求項１ないし３のいずれか一つに記載の船舶のキール構造。
【請求項５】
前記フィン型キールの両側面の水平面に対する角度をそれぞれ３０〜８０度に設定した請求項１ないし４のいずれか一つに記載の船舶のキール構造。
【請求項６】
前記フィン型キールの両側面と船底面とが交わる部分の曲率半径をそれぞれ５０〜３００ｍｍに設定した請求項１ないし５のいずれか一つに記載の船舶のキール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船本体の後端部に船外機が設けられた船舶の船底面の中央に船首から船尾にかけて設けられる船舶のキール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、漁船のような船舶においては、船体の最下部中央に船首から船尾にかけて船体を支えるためのキールが設けられている。このキールは、長い突起に形成されたフィン型のキールや長細い板状に形成されたフラット型のキールで構成されており、船体の縦方向（前後方向）の強度を保つとともに、水面で停止した船舶が風によって流されることを防止したり、船舶が走行する際に水面から受ける衝撃を緩和したりする機能等を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような船舶のうち、船底の後部からスクリューを後下方に突出させたタイプの船舶では、スクリュー軸を船底に設ける関係からキールが比較的大きな寸法に設定されている。このため、船首を風上に向けた状態を維持しようとする保針性や船舶が風に流される距離を少なくしようとする風流れ性能に優れ、風によって船舶が流される距離は短くて済む。しかしながら、船本体の後端部に船外機を備えた船舶では、水面下での抵抗が小さいため、船外機を中心として船舶が振られて、船首が風下を向いて遠くまで流されてしまう。
【０００４】
このため、船外機を備えた船舶を漁船として用いた場合、魚群のポイントにエンジンを停止させた状態で船舶を長時間停止させることが難しいという問題がある。また、風に流されて船舶がポイントから出た際に、船首が風下を向き易いため元のポイントに戻るときに大きく旋回しながら長い距離を走行しなければならないという問題もある。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、船本体の後端部に船外機を備えた船舶の保針性および風流れ性能を向上させることができる船舶のキール構造を提供することである。
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる船舶のキール構造の構成上の特徴は、船本体の後端部に船外機が取り付けられる船舶における船底面の中央に、船首から船尾にかけて設けられた船舶のキール構造であって、キールにおける船尾側部分を除く部分を、下方に向って突出したフィン型キールに形成するとともに、フィン型キールの前端位置を、船舶における無人喫水線よりも上方に位置させたことにある。
【０００７】
このように構成した本発明にかかる船舶のキール構造においては、キールの船尾側部分を除いた、中央部から船首にかかる部分が、下方に突出したフィン型キールに形成され、このフィン型キールの前端部が、船舶の無人喫水線よりも上方に延びている。したがって、フィン型キールの船首側部分が水に対する抵抗となって、船舶の前部が風によって横方向に振れることが防止され、船舶の船外機を中心として振れようとする移動が抑制される。
【０００８】
このため、保針性が向上し、船舶の船外機を中心とした振れが生じ難くなる。この結果、風に対向する船舶の面積が小さくなって船舶の風流れが少なくなり、船舶を任意のポイントに長時間維持することができる。すなわち、水面下においては、船舶が流れる方向に対する船舶の面積が大きくなるに従って船舶は流れ難くなり、水面上においては、風に対向する船舶の面積が小さくなるに従って船舶は流れ難くなる。また、船舶がポイントから離れた際にも、保針性によって船首は風上を向いた状態を維持しようとするため、元のポイントに短い距離の走行で戻ることができる。ここで、無人喫水線とは、満載出航状態で人のみを搭載していない状態での船体の水面位置である。
【０００９】
また、本発明にかかる船舶のキール構造の他の構成上の特徴は、フィン型キールにおける無人喫水線よりも上方に位置する部分の前後方向の長さを、船舶における水面上での前後方向の長さである水線長の３〜２０％に設定したことにある。
【００１０】
フィン型キールの無人喫水線よりも上方にある部分を、水線長の３〜２０％に設定することによって、風流れ性能や乗り心地を向上させたまま船舶に不安定挙動が生じることを防止することができる。すなわち、フィン型キールの無人喫水線よりも上方にある部分が短すぎると、急なキール高さの変化が生じて船底面にねじれが生じ船舶の挙動が不安定になり易い。また、フィン型キールの無人喫水線よりも上方にある部分が長すぎると、風流れや乗り心地の性能に所定以上の効果は生じ難くなり、逆に船首の面にねじれが生じ易くなる。このため、フィン型キールの無人喫水線よりも上方にある部分を、水線長の３〜２０％に設定することによって、風流れ性能、乗り心地、安定性を向上させることができる。
【００１１】
本発明にかかる船舶のキール構造のさらに他の構成上の特徴は、フィン型キールにおける無人喫水線よりも下方に位置する部分の前後方向の長さを、船舶における水面上での前後方向の長さである水線長の５０〜９０％に設定したことにある。
【００１２】
これによると、スクリューにエア噛みが発生して推進効率を低下させることなく高速旋回時の安定走行が可能になる。すなわち、フィン型キールにおける水面下の部分の前後方向の長さが短すぎると、船舶の高速旋回時に船尾が滑り易くなって不安定になる。また、フィン型キールにおける水面下の部分の前後方向の長さが長すぎると、フィン型キールの後部に溜まるエアがそのまま船外機のスクリューに巻き込まれるエア噛みが発生しやすくなる。このため、フィン型キールにおける水面下の部分の前後方向の長さを、水線長の５０〜９０％に設定することによって、船外機の推進効率、高速旋回時の安定性を向上させることができる。
【００１３】
本発明にかかる船舶のキール構造の他の構成上の特徴は、フィン型キールの最大高さを、船舶における水面上での前後方向の長さである水線長の１〜５％に設定したことにある。
【００１４】
これによると、船体の挙動を安定させた状態で風流れ性能を向上させることができる。すなわち、フィン型キールの最大高さが低すぎると、水に対する抵抗が小さすぎて風流れ性能を向上させることができず、フィン型キールの最大高さが高すぎると、水に対する抵抗が大きすぎて高速旋回時や追い波時に、船首が波にとられ、挙動が不安定になる。このため、フィン型キールの最大高さを、水線長の１〜５％に設定することによって、風流れ性能および高速旋回時や追い波時の走行安定性を向上させることができる。
【００１５】
本発明にかかる船舶のキール構造の他の構成上の特徴は、フィン型キールの両側面の水平面に対する角度をそれぞれ３０〜８０度に設定したことにある。
【００１６】
これによると、高速旋回時に、キールが大きな抵抗となって船舶の挙動が不安定になることを防止した状態で、風流れに対する抵抗力を適度に発生させることができる。すなわち、フィン型キールの水平面に対する角度が小さい（フィン型キールの突出量が少ない）と、船舶の風流れに対する抵抗が減少して効果が得られなくなり、フィン型キールの水平面に対する角度が大きい（フィン型キールの突出量が多い）と、高速旋回時に、フィン型キールに対する水の抵抗が大きすぎて船舶の挙動が不安定になる。このため、フィン型キールの水平面に対する角度を３０〜８０度に設定することによって、風流れ性能および高速旋回時の走行安定性を向上させることができる。
【００１７】
本発明にかかる船舶のキール構造の他の構成上の特徴は、フィン型キールの両側面と船底面とが交わる部分の曲率半径をそれぞれ５０〜３００ｍｍに設定したことにある。
【００１８】
これによると、船舶にロールを適度に生じさせて、乗員が感じる横加速度を小さくすることができ、かつ、風流れに対する抵抗力を適度に発生することができる。すなわち、フィン型キールの側面と船底面とが交わる部分の曲率半径の値が小さいと、旋回時に、フィン型キールに対する水の抵抗が大きくなって、ロールが減少し、乗員が感じる横加速度が大きくなる。また、曲率半径の値が大きいと、風流れに対する抵抗が減少して効果が得られなくなる。このため、フィン型キールの側面と船底面とが交わる部分の曲率半径の値を５０〜３００ｍｍに設定することによって、乗員が感じる横加速度を小さくし、風流れ性能を向上させることができる。また、前述した各数値の範囲は、試験の結果に基づいて設定した値である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明にかかる船舶のキール構造を備えた小型の漁船１０を示している。漁船１０は、船本体１１の上部における前部側に、ウィンドシールド１２が設けられ、このウィンドシールド１２内に、漁船１０を操舵するためのステアリングホィール等の各種装置（図示せず）が設けられている。
【００２０】
そして、船本体１１の上面を構成するデッキ１３における前部の外周に落下防止用の手摺１４が設けられ、デッキ１３の後部には、上面が開口されて低くなったコックピット（図示せず）が設けられている。また、船本体１１の後端部を構成するトランサム１５には、船外機１６が着脱可能に取り付けられており、船外機１６の上方には、風を利用して船本体１１の向きを調節するための帆１７が着脱可能に取り付けられている。
【００２１】
船本体１１は、図２ないし図４に示すように構成されており、全長が７．５ｍ、最大幅が２．５ｍ、最大高さが１．４ｍに設定されている。そして、船底面１１ａにおける幅方向の中央には、船本体１１の船首から船尾に向って延びるフィン型キール２０が形成され、その後方の船尾側部分がフラット型キール２１に形成されている。このフィン型キール２０は、図５に示すように、断面形状が、下端部が尖った三角形に形成され、前部（船首側）が大きく、後部（船尾側）が徐々に小さくなるように形成されている。
【００２２】
そして、このフィン型キール２０は、前後方向の長さ（図２に符号ａで示した部分の長さと符号ｂで示した部分の長さの合計の長さ）が５ｍに設定されており、フィン型キール２０の前端部は、図２に示した無人喫水線Ｌよりも上方に延びている。フィン型キール２０の無人喫水線Ｌよりも上方に位置する部分の前後方向の長さａは、０．５ｍに設定され、無人喫水線Ｌよりも下方の水面下に位置する部分の前後方向の長さｂは、４．５ｍに設定されている。
【００２３】
そして、図５に示したように、フィン型キール２０の最大幅ｃは２８０ｍｍ、最大高さｄは２００ｍｍに設定されている。また、フィン型キール２０の側面と水平面との角度ｅは、６０度、フィン型キール２０の側面と船底面１１ａとが交わる部分の曲率半径ｆは、１５０ｍｍに設定されている。そして、フィン型キール２０の後方に設けられたフラット型キール２１は細長い板状に形成され、その前後方向の長さｇは、１．５ｍに設定されている。したがって、水線長は、フィン型キール２０の無人喫水線Ｌよりも下方に位置する部分の長さｂと、フラット型キール２１の長さｇとの合計値である６ｍとなる。
【００２４】
また、船本体１１における船底面１１ａと側面部１１ｂとの境界部には、船本体１１の外部に突出した突条からなるナックル部２２がフィン型キール２０を挟んで形成されている。このナックル部２２の前端部は、フィン型キール２０の前端部と交わる位置まで延びて無人喫水線Ｌよりも上方に位置している。また、ナックル部２２の後部は、無人喫水線Ｌよりもやや低い水面下の位置に形成され、船本体１１の後端のトランサム１５まで延びている。
【００２５】
そして、フィン型キール２０と、フィン型キール２０の両側のナックル部２２とのそれぞれの間におけるフィン型キール２０に対応する部分に、所定間隔を保って、長さの異なる２個のストライプ２３，２４がそれぞれ形成されている。ストライプ２３，２４は、船本体１１の外部に突出した突条からなっており、ナックル部２２側に設けられたストライプ２３は、フィン型キール２０側に設けられたストライプ２４よりも長く設定されている。ストライプ２３の前端部は無人喫水線Ｌよりも上方に位置して、フィン型キール２０の前端部近傍まで延びている。また、ストライプ２３の後端部は、フィン型キール２０の後端部に対応する位置の近傍まで延びている。
【００２６】
ストライプ２４の前端部は、略無人喫水線Ｌの位置でフィン型キール２０に交わっており、ストライプ２３の後端部は、船本体１１の中央部よりもやや後部の位置まで延びている。このナックル部２２およびストライプ２３，２４によって、船本体１１は剛性を高められるとともに、波さばきがよくなって高速時の安定走行性が向上する。
【００２７】
つぎに、以上にように構成された漁船１０を用いて釣りを行う場合について説明する。まず、コックピットの前部におけるウィンドシールド１２の近傍に設置されているスイッチをオンにして、船外機１６を駆動させ、ステアリングホィールを操作して、魚群のあるポイントＰ（図６参照）まで漁船１０を走行させる。この場合、フィン型キール２０によって、漁船１０は、波を乗り越える凌波性および乗り心地が向上するとともに、風の作用によって横方向に傾く風ヒールを低減させた状態で走行する。ポイントＰに到着すると、船外機１６を停止させるとともに、帆１７を張って、風によって、漁船１０がポイントＰからできるだけ流されないように調節する。この場合、帆１７を調節することによって、漁船１０の船首を風上に向ける。そして、その状態で、釣りを行う。
【００２８】
この場合、漁船１０は、フィン型キール２０によっても、保針性や風流れ性能が向上して長時間ポイントＰに停止することができる。この保針性は、フィン型キール２０が水に対する抵抗となって、漁船１０の船首が風下を向き難いことで、これによって、漁船１０がポイントＰから離れても元のポイントＰに戻り易くなる。また、風流れ性能は、風によって流される距離が短いことで、これによって、漁船１０を長く魚群のポイントＰに停止させ、釣りを行うことができる。
【００２９】
つぎに、漁船１０の風流れ性能と、他の漁船の風流れ性能とを試験に基づいて比較した結果を図６を用いて説明する。この試験は、魚群のポイントＰに、船底の後部からスクリューを突出させたタイプの遊漁船３０、本実施形態による漁船１０、船外機と小さなキール（キールの側面の面積が、漁船１０のフィン型キール２０の略１／２．５）を備えた小型の従来漁船４０を停止させ、時間の経過によって、各漁船がどのような経路で風に流されるかを比較したものである。この場合、風の向きは、矢印ｈで示した方向であり、遊漁船３０、漁船１０、従来漁船４０はすべて風上に船首を向けた状態でスタートした。
【００３０】
また、この試験は、風速５ｍ／ｓの条件下で、３分後の各漁船の位置から求めた時間に対する流された距離である風流れ速度、および風上に対する船首の角度である風位角を比較することによって行った。この結果、遊漁船３０では、風位角が９５度で、風流れ速度が３．２％（流された距離は２９ｍ）、漁船１０では、風位角が１０４度で、風流れ速度が３．６％（流された距離は３２ｍ）、従来漁船４０では、風位角が１２８度で、風流れ速度が９．６％（流された距離は８６ｍ）であった。
【００３１】
この試験結果からわかるように、漁船１０は、船外機１６を備えた船舶であるにも拘らず、風位角、風流れ速度ともに、遊漁船３０の値に近い値を示し、同じ船外機を備えた従来漁船４０の値よりも大幅に良好な値を示している。このため、３分経過後に、各漁船を、ポイントＰ内に戻す場合、遊漁船３０と漁船１０は、船体を少し回転させて船首を風上に向け、僅かな距離を走行させるだけですむ。一方、従来漁船４０は、船体を殆ど反転させて、長い距離を旋回しながら走行させなければポイントＰには到達しない。したがって、従来漁船４０を用いた場合と比較して、本発明による漁船１０を用いた場合、実質的に釣りができる時間が長くなって、効率のよい釣りが可能になる。
【００３２】
このように、この実施形態による漁船１０では、船底面１１ａに設けられたフィン型キール２０が、下方に大きく突出しているため、漁船１０における水面下の部分の側面の面積が大きくなるとともに、このフィン型キール２０の前端部が、無人喫水線Ｌよりも上方に延びている。したがって、フィン型キール２０が抵抗となって、漁船１０の船首が風によって横方向に振れることが防止される。このため、漁船１０の船外機１６を中心として振れようとする移動が抑制され、保針性が向上する。
【００３３】
また、漁船１０の保針性が向上することによって、漁船１０の風に対向する面積が小さくなって風流れが少なくなり、漁船１０を任意のポイントに長時間維持することができる。また、漁船１０がポイントＰから離れた際にも、漁船１０は、船首を風上に向けた姿勢を保持しようとするため、元のポイントに短い距離の走行で戻ることができる。
【００３４】
さらに、漁船１０の走行中においては、凌波性、乗り心地、風ヒール、走行安定性、漁船１０が波を乗り越える際の衝撃緩和等の各性能を向上させることができる。また、フィン型キール２０が大きく設定されているため、漁船１０の縦の強度を大きくすることができる。
【００３５】
また、フィン型キールを種々の大きさに設定して比較した結果によれば、フィン型キール２０の各部分の構成については、下記のように設定することによって、本発明の効果を奏する漁船１０を得ることができる。フィン型キール２０の無人喫水線Ｌよりも上方にある部分の長さは、水線長の３〜２０％に設定する。これによって、フィン型キール２０の無人喫水線Ｌより上方の部分の長さが短すぎる場合に生じる、船底面１１ａのねじれによる漁船１０の不安定挙動を防止できる。また、フィン型キール２０の無人喫水線Ｌより上方の部分の長さが長すぎる場合に生じる、船首の面のねじれを防止できる。これによって、風流れ性能を高く維持させながら、乗り心地、安定性を向上させることができる。
【００３６】
フィン型キール２０の無人喫水線Ｌより下方の部分の長さは、水線長の５０〜９０％に設定する。これによって、フィン型キール２０の水面下の長さが短すぎる場合に生じる、漁船１０の高速旋回時に船尾が滑って不安定になることを防止できる。また、フィン型キール２０の水面下の長さが長すぎる場合に生じる、船外機のスクリューのエア噛みを防止できる。これによって、船外機の推進効率、高速旋回時の安定性を向上させることができる。
【００３７】
フィン型キール２０の最大高さｄは、水線長の１〜５％に設定する。これによって、フィン型キール２０の最大高さｄが低すぎるために、風流れ性能を向上できないといったことを防止できる。また、フィン型キール２０の最大高さｄが高すぎる場合に生じる、高速旋回時や追い波時に、船首が波にとられ、挙動が不安定になることを防止できる。これによって、風流れ性能および高速旋回時や追い波時の安定性を向上させることができる。
【００３８】
フィン型キール２０の側面の水平面に対する角度は、３０〜８０度に設定する。　これによって、フィン型キール２０の水平面に対する角度が小さい場合に生じる、風流れに対する抵抗の減少を防止できる。また、フィン型キール２０の水平面に対する角度が大きい場合に生じる、高速旋回時に、フィン型キール２０に対する水の抵抗が大きすぎて漁船１０の挙動が不安定になることを防止できる。これによって、風流れ性能および高速旋回時の安定性を向上させることができる。
【００３９】
フィン型キール２０の側面と船底面１１ａとが交わる部分の曲率半径ｆは、５０〜３００ｍｍに設定する。これによって、曲率半径ｆの値が小さい場合に、旋回時におけるフィン型キール２０に対する水の抵抗が大きくなって、ロールが減少し、乗員が感じる横加速度が大きくなることを防止できる。また、曲率半径ｆの値が大きい場合に、風流れに対する抵抗が減少して効果が得られなくなることを防止できる。これによって、乗員が感じる横加速度を小さくし、風流れ性能を向上させることができる。また、本発明にかかる漁船１０のフィン型キール２０は、前述した数値の範囲内において適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による漁船を示す側面図である。
【図２】図１に示した漁船の船本体を示す側面図である。
【図３】図２に示した船本体の底面図である。
【図４】図２に示した船本体の正面図である。
【図５】図１に示した漁船が備えるフィン型キールの部分を示す正面図である。
【図６】本発明による漁船と他の漁船との風流れ性能を比較した説明図である。
【符号の説明】
１０…漁船、１１…船本体、１１ａ…船底面、１６…船外機、２０…フィン型キール、２１…フラット型キール、Ｌ…無人喫水線、Ｐ…ポイント、ａ…フィン型キールの無人喫水線の上方部分の長さ、ｂ…フィン型キールの水面下の長さ、ｃ…最大幅、ｄ…最大高さ、ｅ…角度、ｆ…曲率半径、ｇ…フラット型キールの長さ。
【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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