(57)【要約】【課題】  構造を変更することなく甲板の固有振動数を調整できる船舶の甲板下の構造を提供すること。【解決手段】 船舶甲板の振動防止構造１は、振動源（プロペラ８）等の配置位置から水平方向に所定の範囲内における甲板７であって、かつ、振動が発生し易い上部甲板７の下部に、前記甲板７の下部に設けたデッキトランス６を利用して液体を収容する所定容積に形成したボックス構造体１０を設け、かつ、前記ボックス構造体１０に液体を注入するための供給用手段１１を設けけたものである。  このボックス構造体１０に収容する液体の量によって甲板７の固有振動数を変えて、エンジンなどの起振力に共振しないようにしている。【選択図】        図１
2005162036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の甲板の共振振動を防止する構造において、
振動源の配置位置から水平方向に所定の範囲内における甲板であって、かつ、振動が発生し易い上部甲板の下部に、前記甲板の下部に設けたデッキトランスを利用して液体を収容する所定容積に形成したボックス構造体を設け、かつ、前記ボックス構造体に液体を注入するための供給用手段を設けてなることを特徴とする船舶甲板の振動防止構造。
【請求項２】
前記ボックス構造体は、当該構造体内部に液体が収容されたときに、前記甲板の単位重量に対して少なくとも３０％〜１００％の単位重量を加算できる容積に形成してなることを特徴とする請求項１記載の船舶甲板の振動防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車運搬船、フェリー、その他の船舶における船舶の甲板における共振振動を防止できる船舶甲板の振動防止構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車運搬船やフェリーなどの船舶は、車両積み込みや通行性確保のため、ピラー間を長く設定し、これに多段の甲板を設けた構造を有するものが多いことは周知のとおりである。
図６は、自動車運搬船を示す断面図である。図７は、図６の丸で囲んだ部分Ｚの拡大図である。
【０００３】
この自動車運搬船１は、図６に示すように、船側外板２，２、ビルジ外板３，３、船底外板４で囲まれた船体内部において、船側外板２，２の内側に船尾側から船首側に向けて一定間隔でウエブフレーム５，５，…を設け、前記ウエブフレーム５，５，…の間隔に合わせてデッキトランス６，６，…を船尾側から船首側に向けて一定間隔で設けるとともに、高さ方向（上下方向）にもデッキトランス６，６，…を所定の間隔Ｈ，Ｈ，…でもって設けられていて、それらデッキトランス６，６，…の上に自動車搭載用の甲板７，７，…をそれぞれ配設した構造をしており、車両積み込み通行性確保できるようにしたものである。
このような自動車運搬船１における甲板７，７，…の特に最上部の甲板に注目すると、図７に示すように、前記甲板７は、１次モード、二次モード等の固有振動とプロペラ起振力等とが共振し、甲板７に大きな振動を発生させてしまう問題があった。特に、振動源であるプロペラの配置位置から水平方向に一定範囲の甲板７であって、最上の甲板７はプロペラ起振力等と共振し、場所によっては振幅の最大値が５〔ｍｍ〕に達することもあった。
【０００４】
このような問題を避けるために、自動車運搬船１を製造する前に甲板７の船の幅方向の距離などから固有振動数を計算しをしておくが、当該共振振動は甲板７の長さ方向（船首・船尾方向）にも３次元的に発生し、現状では正確に推定することが困難であった。
したがって、当該自動車運搬船を上述した振動が発生しないように設計して製造して船主に引き渡すが、試運転時に現実に振動問題が発生してしまった場合には、補強により固有振動数を上昇させるなどの対策をとっている。
【０００５】
具体的には、上述した甲板７の場合には、通行性確保のためピラーの設置は不可能であり、また、クリア高さの問題からデッキトランスの深さを深くすることもできないので、甲板７の上にトランスを追加する工事等を行っていた。
【特許文献１】特開平９−１９３８８７号公報の明細書および図面。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記自動車運搬船にあっては、船主に引き渡した後に現実に振動問題が発生した場合には、固有振動数を上昇させる対策をとっているが、通行性確保のためピラーの設置ができず、また、クリア高さの問題からデッキトランスの深さを深くすることもできないので、甲板の上にトランスを追加する工事を行っていた。
しかしながら、甲板上にトランスを追加する工事をする場合には通行に問題があり、また、船舶完成後の甲板の補強工事には多大な材料、工期、人件費など多大な費用が発生してしまうという問題があった。
【０００７】
一方、上記タンカーの振動防止対策の場合には、タンク内に積み荷を積んだ状態で発生する振動を防止する対策であるため、上記自動車運搬船のようなスパンの長大な甲板に適用しても有効に振動を防止できないという問題があった。
本発明は、上述した問題を解消し、構造を変更することなく甲板の固有振動数を調整できる船舶の甲板下の構造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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本願請求項１記載の発明に係る船舶
甲板の振動防止構造は、船舶の甲板の共振振動を防止する構造において、
振動源の配置位置から水平方向に所定の範囲内における甲板であって、かつ、振動が発生し易い上部甲板の下部に、前記甲板の下部に設けたデッキトランスを利用して液体を収容する所定容積に形成したボックス構造体を設け、かつ、前記ボックス構造体に液体を注入するための供給用手段を設けてなることを特徴とするものである。
本願請求項２記載の発明では、請求項１記載の船舶甲板の振動防止構造において、前記ボックス構造体は、当該構造体内部に液体が収容されたときに、前記甲板の単位重量に対して少なくとも３０％〜１００％の単位重量を加算できる容積に形成してなることを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１ないし図５は、 本発明を実施するための第１の最良の形態を説明するための図である。ここに、図１は本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を説明するための図であって、図１（ａ）は船尾側の平面図、図１（ｂ）は船舶の船首船尾方向の側面から見た断面図、図１（ｃ）は船舶の船首船尾方向とは直角方向から見た縦断面図である。図２は本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を説明するための斜視図である。
【００１０】
図３は本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を拡大して示す断面図である。図４は、本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を拡大して示す図である。なお、図１ないし図４に示す船舶甲板の振動防止構造の構成要素が、図６および図７に示す構成要素と同一のものには同一の符号を付して説明をする。
【００１１】
この図１ないし図４において、本発明に係る船舶甲板の振動防止構造１は、振動源であるプロペラ８の配置位置Ｐから水平方向（船尾側から船首側）に向って所定の範囲（前記プロペラ８の配置位置から水平方向に概ね８個〜１０個のデッキトランス６，６，…分の領域）内における甲板７の領域であって、かつ、振動が発生し易い最上部甲板７の下部に、当該甲板７の下部に設けたダブルデッキトランス６ａ，６ａを利用し、これらの下部にデッキトランスフェイス６ｆ，６ｆをつないだ下部板体６ｇによって液体を収容する所定容積に形成したボックス構造体１０を設け、かつ、前記ボックス構造体１０に液体を注入するための供給用手段である張水口１１をを設けるとともに、排出手段である水抜口１２を設けたものである。すなわち、上記ボックス構造体１０は、図３および図７に示すように、甲板７の一部を一面とし、デッキトランス６ａ，６ａを二面とし、デッキトランスフェイス６ｆ，６ｆからなる下部板体６ｇを一面とし、図では外板２，２を二面とし、合計６面からなる容器に構成したものである。
【００１２】
また、デッキトランス６，６，…同士およびダブルデッキトランス６ａ，６ａの両側は、船尾側から船首側に向けて一定間隔Ｌ，Ｌ，…で設けられている。また、デッキトランス６，６，…は、高さ方向（上下方向）にも所定の間隔（Ｈ；図６参照）で設けられている。
【００１３】
ここで、前記ボックス構造体１０は、当該構造体１０の内部に液体（水）が収容されたときに、当該共振振動を発生する甲板７の単位重量に対して少なくとも３０％〜１００％の単位重量を加算できる容積に形成してある。
また、前記振動源は、既に説明したように、プロペラ９である（図１（ａ）参照）。前記甲板７は、前記振動源であるプロペラ９の配置位置Ｐから船尾から船首側に向って水平方向の所定の範囲内（前記プロペラ８の配置位置Ｐから船尾から船首側に向って水平方向に概ね８個〜１０個のデッキトランス６，６，…分の領域）である。この甲板７の領域に、前記ボックス構造体１０を設けることにより、船舶甲板の振動防止構造を実現させている。
【００１４】
このボックス構造体１０は、大スパンのデッキトランス６の場合には、図１に示すように、もともとダブル（二重）トランス６ａ，６ａを設けたトランス構造になっている場合が多く、この場合には下面のフェイス６ｆに代えて水密の板材（下部板材）６ｇを張るだけで容易にボックス構造体１０を得ることができる。このボックス構造体１０は、所定の幅、長さ、高さを有する長方形容器の形状に形成される。
【００１５】
前記ボックス構造体１０は、具体的には、図３および図４に示すように、例えば縦８００〔ｍｍ〕×例えば横８００〔ｍｍ〕に構成し、かつ、図１（ａ）に示すように甲板７と同じ長さ（船尾・船首方向とは直角方向の幅）に形成することにより、前記甲板７の単位重量に対して少なくとも３０％〜１００％の単位重量を加算できる容積に形成したものである。
【００１６】
このような船舶甲板の振動防止構造について作用を図１ないし図４を基に、図５を参照して説明する。なお、図５は、本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造によって固有振動数が低下することを説明するための特性図であって、横軸に主機振動数を、縦軸に振動レベルを、それぞれとったものである。
【００１７】
前記甲板７に振動の発生が認められたときに、前記ボックス構造体１０の張水口１１から前記ボックス構造体１０の内部に、前記甲板７の単位重量に対して少なくとも３０％〜１００％の単位重量を前記甲板７に加算できる量の水（液体）を注入する。この際に、下記の数式１を満足するように、前記ボックス構造体１０の内部の水の量を調整する。
ここで、前記ボックス構造体１０を備えた甲板７の固有振動数Ｎｆは、２次元的には次の数式１で与えることができる。
【００１８】
【数１】
2005162036.tif 000003
この数式１において、前記ボックス構造体１０が空のときに、梁の単位重長さ当たりの重量をｍｊとすると、前記甲板７の振動数Ｎｆｊは、
【００１９】
〔数２〕
Ｎｆｊ＝Ｋ／（ｍｊ）1/2
ただし、Ｋ＝（６０λ2  ／２πｌ2）・（Ｅ・Ｉ・ｇ）1/2
となる。
【００２０】
このように状態で振動が認められたときには、前記張水口１１から前記ボックス構造体１０の内部に、所要量の水（液体）を注入する。前記ボックス構造体１０の内部に、この水が注入されたときに、前記ボックス構造体１０の内部の水によって所定の重量が甲板７に加算されることになる。
【００２１】
このときの、甲板７は、甲板７の単位長さ当たりの重量ｍｊに、前記ボックス構造体１０の内部の水の重量により単位長さ当たりの重量ｍｗが加算されることになる。この場合の単位長さ当たりの重量を、ｍｋとすると、ｍｋ＝ｍｊ＋ｍｗとなり、このときの甲板１０の振動数Ｎｆｋは、
〔数式３〕
Ｎｆｊ＝Ｋ／（ｍｋ）1/2 ＝Ｋ／（ｍｊ＋ｍｗ）1/2
となる。
【００２２】
このように甲板７の単位長さ当たりの重量を変化させることにより、甲板７の共振周波数を変更させることにより、振動を防止する。
すなわち、本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造では、ボックス構造体１０の内部に収容する液体の量を調整することにより、甲板７の固有共振振動数を変化させて起振力に共振しないようにしており、従来のように起振力とは反対の位相をもつ振動を発生させてエンジンからの振動を打ち消すようにしたものとは動作が異なるものである。このため、構造が単純で、容易かつ確実に共振周波数の変更ができることになる。
【００２３】
この甲板７の梁の単位長さ重量ｍについて、張水口１１からの注水や、水抜口１２から水を抜くことにより、所望の値ｍｋに設定することにより、甲板７の固有振動数Ｎｆｋは、図５の特性Ｂのように低下することになる。このように甲板７の固有振動数Ｎｆｋが低下すると、図５の特性Ｂのように、主機回転数Ｎｏの部分を注目すると、振動レベルが大幅に減ることになって、大幅の振動低減量を得ることができることがわかる。
【００２４】
このように本発明を実施するための船舶甲板の振動防止構造では、デッキトランス６を利用してボッスク構造体１０を構成して液体を入れられるようにするだけで、甲板７に振動が発生しても、前記ボッスク構造１０に入れる液体の量を調整して固有振動数を変化させることにより、甲板７に振動が発生しても振動を容易に回避することができる。
【００２５】
また、固有振動数の調整は、液体の量を調整するだけでよいので、材料費、工賃、工期等の費用が発生することなく安価に実現することができる。
なお、上記液体は水を使用することが安価で安全であるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を説明するための図である。
【００２７】
【図２】本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を説明するための斜視図である。
【００２８】
【図３】本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を拡大して示す断面図である。
【００２９】
【図４】本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造を拡大して示す図である。
【００３０】
【図５】本発明を実施するための最良の形態に係る船舶甲板の振動防止構造によって固有回転数が低下することを説明するための特性図である。
【００３１】
【図６】自動車運搬船を示す断面図である。
【００３２】
【図７】図６の丸で囲んだ部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  自動車運搬船（船舶）
２  船側外板
３  ビルジ外板
４  船底外板
５  ウエブフレーム
６  デッキトランス
６ａ，６ａ  ダブルデッキトランス
６ｆ  デッキトランスフェイス
６ｇ  下部板材
７  甲板
８  プロペラ（振動源）
１０  ボックス構造体
１１  張水口（液体注入を可能とする手段）
１２  水抜口（排出手段）
【図１】
2005162036.tif 000004
【図２】
2005162036.tif 000005
【図３】
2005162036.tif 000006
【図４】
2005162036.tif 000007
【図５】
2005162036.tif 000008
【図６】
2005162036.tif 000009
【図７】
2005162036.tif 000010