【手続補正書】
【提出日】平成22年3月11日(2010.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船首前端上部において露出する部分球状頂部下端外径が略船巾以下である１箇以上の１／４〜１／２略中空球型でなる船首前端部を設け、該船首前端部に連続して船尾付近まで舷側に略平行に連なる外壁を備える、空気抵抗の少ない水線上構造物を有する事を特徴とする低燃費型輸送船。
【請求項２】
水線上構造物の船巾方向断面が、両肩部が連続した凸状曲線断面である請求項１に記載の低燃費型輸送船。
【請求項３】
船首前端上部が船橋であって、後続する水線上構造物に滑らかに連なる構造である請求項１ないし２に記載の低燃費型輸送船。
【請求項４】
船橋前端下部構造が、透明なガラスおよび／もしくは合成樹脂でなる開閉可能な窓の他に水線に略平行に拡がる開口部２０，２０，２０‥を付設した、乗組員のウォッチングと揚錨係船用具の取扱操作に適した構造の前甲板機能を持った部分球状もしくは円筒状の船橋前端下部構造である請求項３に記載の低燃費型輸送船。
【請求項５】
金属および／もしくは合成樹脂および／もしくは炭素繊維補強材等でなるリモートコントロールによって角度調節可能な垂直尾翼を後甲板上に備える請求項１ないし４に記載の低燃費型輸送船。
【請求項６】
垂直尾翼の平面図上略中央部に煙突を内蔵し、更に風向きに対し角度調節可能な前縁フラップおよび／もしくは後縁フラップを備える後甲板上部に配置された垂直尾翼である請求項５に記載の低燃費型輸送船。
【請求項７】
垂直尾翼の各部角度調節が、予め蒐集されたデータに基づいて準備されるプログラムに従って自動制御されるコンピュータによるプログラム自動制御である請求項５ないし６に記載の低燃費型輸送船。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】技術分野
【補正方法】変更
【補正の内容】
【技術分野】
【０００１】  本発明は低燃費型輸送船に関し、より詳しくは主として自動車運搬船（ＰＣＣ）やコンテナ船又は客船等の水線上構造物の比較的大きな輸送船において、空気抵抗を減じるのみでなく、更に水中抵抗の低減を図った低燃費型輸送船に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】背景技術
【補正方法】変更
【補正の内容】
【背景技術】
【０００２】  従来、船首水中先端部のバルバスバウ形状の改善等によって水中抵抗を減じた輸送船が各種提案されており、これらはそれなりの効果を上げているものの、自動車運搬船（ＰＣＣ）やコンテナ船又は客船等のように、水線上構造物が比較的大きく、その空気抵抗が無視出来ない輸送船について、その対策を講じた先行技術は見当たらない。それだけに要求される貨物収容機能に対して、空気抵抗と水中抵抗を少なくする事が困難であったと言える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】  そこで本発明では、従来技術によって水中抵抗を減じるのみでなく、水線上構造物の形状においても、上部船首部を少なくとも１個の中空の略半球ないし略１／４球状もしくは円筒状として、この部分に船橋等を収納して空気抵抗を減じる上に、船尾にエンジンの煙突を内蔵する対称翼断面の垂直尾翼を設け、これを回動調節可能とし、必要に応じて、その後端部を前ヒンジのフラップ乃至補助翼とし、更に前縁フラップを該垂直尾翼に加える事等により、斜め前方ないし横風によって船体に生じる回頭モーメントを減殺し、従来行っていた修正舵（当て舵）によって生じる水中抵抗を減じ、さらに垂直尾翼に生じる揚力によって風力を推進力として利用する等の工夫を加える事により、船体の水中抵抗を小さくし、全体として貨物収容機能を維持しつつ省エネを図った低燃費型輸送船を提供する。
［特許文献１、２］
特許文献１、２は共にＳＫＹＳＡＩＬと称される帆船の帆のようなパラシュート型風力利用補助装置であって、船首部を空力的に整形して空気抵抗を減殺する本発明１とも、更に当て舵によって生ずる水中抵抗を煙突内蔵の後部垂直尾翼によって斜行時に生ずる回頭モーメントを相殺ないし減殺して水中抵抗の減殺を図る本発明２とも、目的、構成、効果共に異なるものであり、本発明のほうが遥かに現実的で実施容易であり、風力の強弱に拘らずその効果が得られる点で明らかに発明思想が異なり、本発明は特許文献１，２の存在に拘らず進歩性を備えている。
［非特許文献１］
新愛徳丸は新しいタイプの帆船として開発された。これは甲板に数本の金属製マストを立て、これにやはり金属製のセールを吊るし、帆船の場合と同様に風力を利用するが、帆の操作は非人力でありコンピュータによって自動制御するものであるが、旧来の帆船よりも進歩はしていても、甲板状の自由面積が少なくなる事が避けられず、クレーン等の設置も困難であり、水線上構造物の大きい自動車運搬船（ＰＣＣ）やコンテナ船に応用する事は出来なかった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の開示
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従来、自動車運搬船（ＰＣＣ）やコンテナ船ないし客船等では、その用途から構造上比較的水線上構造物の面積が大きいため、空気抵抗を減らす事が困難であった。加えてその空気抵抗によって生じる船体の回頭モーメントを当て舵によって修正しなければならない故に、必然に航走時少なからず水中抵抗が増加していた。一方自動車運搬船（ＰＣＣ）やコンテナ船等において、積載物の収容内容積を減らさないで、全体の空気抵抗を減殺しつつ、従来船橋と前甲板とに分かれていた操舵室機能と船体繋留時に必要な錨やロープ操作機能（前甲板機能）とを、本発明のように共に船首部に集約する事はあまり考られていず、従来型の輸送船ではその実施は困難であった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】  本発明者等は船首部を１個以上の略１／４〜１／２中空球状（２段又は３段の鏡餅型及び一部円筒型を含む）として空気抵抗を少なくし、その上部に船橋部を設け、下部に常時開口もしくは必要時開口可能な閉鎖可能開口部を有する一部部分球状の前甲板機能部を上下に接近して設け、錨は船体前部側面に収納可能にして吊り下げ固定し、ついで、後部エンジンルーム上方に立上がる略鉛直軸を中心として回動可能な、煙突内蔵の垂直尾翼を設け、斜め前および横方向から風を受けた場合に生ずる斜行修正当て舵によって発生する前述の水中抵抗を少なくするために、略鉛直に立ち上がる固定煙突を対称翼断面の垂直尾翼中に内蔵し、その垂直尾翼を略水平面上にあって回動する煙突内蔵の垂直尾翼とした。なお船橋部をなす中空の略１／２〜１／４球体はセグメント鋼板をすべて同径の曲率半径を持った雌雄ダイセットで塑性加工して製造出来るメリットがあるので、大小セグメントの溶接仕上げを条件として、一定の範囲で造船プロセスにおいてこれを大きくする事も小さくする事も容易に出来る利益がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】空気抵抗を減じる目的のみであれば、単純に船橋形状として部分球状のみとすること▲１▼が好ましいが、一方で実用上前甲板作業を船橋直下で行えるようにし、空気抵抗は少なくしながら航行時及び離接岸、離接舷時共に作業管理し易くする事も出来る▲２▼。本発明はこの▲１▼と▲２▼の両者の目的、作用、効果を含んでいる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】課題を解決するための手段
【補正方法】変更
【補正の内容】
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明により、
船首前端上部において露出する部分球状頂部下端外径が略船巾以下である１箇以上の１／４〜１／２略中空球型でなる船首前端部を設け、該船首前端部に連続して船尾付近まで舷側に略平行に連なる外壁を備える、空気抵抗の少ない水線上構造物を有する事を特徴とする低燃費型輸送船（請求項１）、
水線上構造物の船巾方向断面が、両肩部が連続した凸状曲線断面である請求項１に記載の低燃費型輸送船（請求項２）、
船首前端上部が船橋であって、後続する水線上構造物に滑らかに連なる構造である請求項１ないし２に記載の低燃費型輸送船（請求項３）、
船橋前端下部構造が、透明なガラスおよび／もしくは合成樹脂でなる開閉可能な窓の他に水線に略平行に拡がる開口部２０，２０，２０‥を付設した、乗組員のウォッチングと揚錨係船用具の取扱操作に適した構造の前甲板機能を持った部分球状もしくは円筒状の船橋前端下部構造である請求項３に記載の低燃費型輸送船（請求項４）、
金属および／もしくは合成樹脂および／もしくは炭素繊維補強材等でなるリモートコントロールによって角度調節可能な垂直尾翼を後甲板上に備える請求項１ないし４に記載の低燃費型輸送船（請求項５）、
垂直尾翼の平面図上略中央部に煙突を内蔵し、更に風向きに対し角度調節可能な前縁フラップおよび／もしくは後縁フラップを備える後甲板上部に配置された垂直尾翼である請求項５に記載の低燃費型輸送船（請求項６）
および
垂直尾翼の各部角度調節が、予め蒐集されたデータに基づいて準備される学習能力のあるプログラムに従って自動制御されるコンピュータによるプログラム自動制御である請求項５ないし６に記載の低燃費型輸送船（請求項７）
が提供される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の効果
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の効果】
【００１１】
本発明を実施する事により、次のような発明の効果が得られる。
（１）海上航走時空気抵抗を減らす事が出来る。
（２）従来風向きに対し、斜行する場合に発生する回頭モーメント（ヨーモーメント）を打ち消すために風向きより船首を進行方向に保つ目的で当て舵（水中）をしなければならなかったが、これを垂直尾翼で以て、空中で行えるので、従来船よりも水中抵抗を減殺出来る。しかも垂直尾翼に発生する揚力で船体の推進力を加勢することが出来る。
（３）離接岸、離接舷、錨吊り上げ、吊り下げ作業が容易化される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】実施例１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実施例１】
【００１３】
この実施の形態は、本発明のうち船首部に略半球体構造、最上層の甲板の両サイドにその半球体の直径とほぼ同じ曲率を有する構造を自動車運搬船（ＰＣＣ）に適用した場合であり、図１に本発明実施例である自動車運搬船（ＰＣＣ）の船体斜視図、図１７に従来の自動車運搬船（ＰＣＣ）の船体斜斜図を示す。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】  また本発明船の船首部の全体の側面図を図２Ａに、平面図を図２Ｂに示し、最上層の甲板の両サイドの部位を船体幅方向に切断した時の断面模式図を図３に示す。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  この自動車運搬船（ＰＣＣ）実施例（図２Ａ，２Ｂ）において、半球体は、側面から見た下端が喫水線より上方に位置し、水面下の船体形状の変更を必要としない位置とする。また上部（ドーム状部分）には船橋（操舵室）を配置し、他の部分は自動車搭載区域とし、船橋下部とその隣接スペースは揚錨係船機器類スペース、船用倉庫類に充てる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】  図１において、半球体の後部に相当する船体１１は、球体の上方の部分については、球体の直径と略同じ曲率の船体形状とし、その上端は最上層車両甲板の頂部までとする。同最上層車両甲板の頂部から上方の部分は、半球体頂部からスムーズに同甲板の天井につなぎ、船橋（操舵室）の一部、居住区域の一部の天井とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】  従来例（図１７参照）では、多数の変形矩形型外形の給排風機１９を船倉上甲板に設置していたが、本発明実施例（図１）ではこれらを出来るだけ各給排風機の全体露出を避け、給排風機ルーバーを最上層甲板サイドにおけるラウンド部に配置するようにしたので全体の空気抵抗は貨物収容室換気機能を維持しつつ全体の空気抵抗を低くする事が出来た。
（風洞実験）
次に本発明実施例である自動車運搬船が空気抵抗の軽減に効果があることを、先ず風洞実験結果から説明する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】  風洞実験は、九州大学応用力学研究所、風工学実験設備の大型境界層風洞で行った。同設備の測定寸法は長さ１５．０ｍｘ幅３．６ｍｘ高さ２．０ｍ、最大発生風速は、３０ｍ／ｓである。供試船型は、風洞の幅を考慮し縮率を１／１００とし、模型長さ（実船の水線長さ１３５ｍ）を１．３５ｍとした。
模型は、次の３種類を準備した。
（１）本発明実施例：本発明の船首部に半球を適用した自動車運搬船（ＰＣＣ）の船体模型
（２）従来例：従来型の自動車運搬船（ＰＣＣ）の船体模型
（３）検出器の検定用直方体ブロック
本実験は、風速１０ｍ／ｓで行った。風による風圧力は、実験設備のフロア上に固定された三分力計（検出器）で計測された。風向きは、正面風向きを０°とし、＋９０°まで（左舷側からの風）と−９０°まで（右舷からの風）を１０°ごとに計測した。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】  また、流れの可視化を行うため、風速１．０ｍ／ｓで煙法により実験を行った。
尚、実験対象となる自動車運搬船（ＰＣＣ）の実際の主要寸法は次の通りである。
全長：１３９．９ｍ
水線長さ：１３５．０ｍ
垂線間長：１３１．０ｍ
船幅：２２．４ｍ
深さ：２９．６ｍ
喫水：６．５ｍ
風洞実験において得られた風圧力は、船体水線面の中央を原点とした船体固定座標系における風圧力としてまとめた。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】  本発明実施例では、最上層甲板の上方の空気の流れが従来例にくらべて剥離域が少ない。この性質を利用した実施例として、略中央部に煙突２２を内蔵しさらに角度調整可能な前縁フラップ２２Ｂおよび後縁フラップ２３Ｃを有する垂直船尾翼２２Ａについて図面１１，１２及び図１６を用いて説明する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】  この実施の形態は、本発明のうち船首部に半球体構造、最上層の甲板の両サイドに半球体の直径とほぼ同じ曲率を有する構造を自動車運搬船にリモートコントロール可能な垂直尾翼を装備した場合であり、図１７に本発明による自動車運搬船（ＰＣＣ）の船体斜視図を示す。
また、発明船の垂直尾翼に角度調整可能な前縁フラップおよび後縁フラップを装備した場合の平面図を図１１に示し、また垂直尾翼、前縁フラップ、後縁フラップの角度を調整した場合の風の流れの平面図を図１２に示す。
この図によれば、前方斜めからの風により揚力が発生し、この空中揚力は推進力２８と船体回頭モーメントを減ずる横力２７に分けられる。この横力により当て舵である水中舵角度を減少させる事が可能となり、その結果水中当て舵による水中抵抗を減少させることが出来る。
この実施例によると、垂直尾翼に働く力を検出し、コンピュータにより垂直尾翼、前縁フラップおよび後縁フラップの角度を制御することにより、航海中最適な推進力ならびに横力２７を得ることが可能である。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】  本発明実施例である自動車運搬船（ＰＣＣ）の船体斜視図。
【図２Ａ】  本発明実施例の側面図。
【図２Ｂ】  本発明実施例の平面図。
【図３】  図２ＡのＡ−Ａ断面図。
【図４】  本発明実施例の風洞実験における流線側面図。
【図５】  従来例の同図流線側面図。
【図６】  本発明実施例の風向き３０°における流線平面図。
【図７】  従来例の流線平面図。
【図８】  本発明実施例の風向−３０°における流線平面図。
【図９】  従来例の流線平面図。
【図１０】  風洞実験並びに説明に用いる座標系を示す図。
【図１１】  本発明実施例垂直尾翼（船首方向０°）の平面図。
【図１２】  本発明実施例垂直尾翼（船首方向に対しβ°角度調整）の平面図。
【図１３】  本発明実施例と従来例の回頭モーメント係数ＣＮの比較図。
【図１４】  本発明実施例と従来例の抵抗係数ＣＸの比較図。
【図１５】  本発明実施例と従来例の横力係数ＣＹの比較図。
【図１６】  他の本発明実施例を示す斜視図。
【図１７】  従来例（自動車輸送船）の船体斜視図。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
【００３１】
１０    マスト
１１    船体
１２    船首
１３    船尾
１４    最上層甲板
１５    操舵室（船橋）
１６    居住区
１７    舷側
１８    最上層甲板サイドにおけるラウンド部
１９    在来型給排風機
ＷＬ    喫水線
２０    開口部
２０Ｄ  前甲板
２１    錨
２２    煙突
２２Ａ  垂直尾翼
２２Ｂ  前縁フラップ
２３    排気管
２３Ｃ  後縁フラップ
２４    船体切欠部（船荷車輌出入口）
２５    バルバスバウ形状
２６    揚力
２７    横力
２８    推進力
３０    整流
３１    乱流
β      船首方向と垂直尾翼の角度
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009280067.tif 000001
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2009280067.tif 000002
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2009280067.tif 000003
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2009280067.tif 000004