(57)【要約】【課題】  マリナー舵を船尾に備える船舶において、針路安定性を向上させる。【解決手段】  船舶１において、船尾２の船尾船殻３は、下方に向いた下向船尾部３ａと、後方に向いた後向船尾部３ｂとを有する。下向船尾部３ａには、ホーン４が設置されており、ホーン４の端部には、舵６がピントル７によって揺動自在に軸支されている。舵６の上端部には、ラダーストック８が鉛直に取り付けられており、そのラダーストック８は、船尾船殻３を貫通して、船尾船殻３に収容されている舵取機１１に接続されている。後向船尾部３ｂには、スクリュープロペラ９が設置されている。このよう船尾２の構造において、舵６の高さをＨ１、ホーン４の下端から舵６の上端部までの長さをＨ２とすると、Ｈ２／Ｈ１は、０．４以下である。また、船尾船殻外板における船尾フレーム形状は、Ｕ字状に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホーンによって舵が揺動可能に支持されたマリナー舵を船尾に備える船舶において、
前記ホーンの下端から前記舵の上端部までの長さの前記舵の高さに対する比が０．４以下であることを特徴とする船舶。
【請求項２】
後方エリア比は、３．８％〜４．５％であることを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
船首船尾方向に垂直な面で船殻外板を切断したときの形状がＵ字状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】
ホーンによって舵が揺動可能に支持されたマリナー舵を船尾に備える船舶において、
後方エリア比は、３．８％〜４．５％であることを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マリナー舵を船尾に備える船舶における船尾の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、港湾及び航路における運行上等の制限の中で、できるだけ多くの荷物を積載して運送するため、船舶は肥大化する傾向にある。この船舶の肥大化に伴って、操縦性能、特に針路安定性能が悪化してしまうという問題がある。すなわち、図９（ｂ）に示すように、針路を変更しようとするとき、目標針路に船舶を合わせるまでに、船舶を蛇行させざるを得ないという問題がある。船舶の船尾の構造としては、シューピースを備える逆Ｇ舵やシューピースを備えないマリナー舵等があるが（例えば、特許文献１〜３）、上記の船舶の肥大化に起因する針路安定性能の悪化を回避するため、針路安定性能の良化が見込まれる逆Ｇ舵を船尾に備えた船舶が採用される傾向にある。
【特許文献１】特開平８−２６１９１号公報
【特許文献２】特開昭６３−２６３１９６号公報
【特許文献３】特開昭５７−２６０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、逆Ｇ舵におけるスクリュープロペラの軸芯の船底からの高さは、シューピースが備えられているために、マリナー舵におけるスクリュープロペラ軸芯の船底からの高さよりも比較的高い。そのため、スクリューププロペラを水面から十分な深さに位置させるためには、多くのバラストタンクを船舶内に装備する必要があり、そのことにより、船舶内の利用空間が狭められ、船舶の重量が増し、製造コストも高くなる。また、バラストタンクの設置を少しでも軽減するために、船首を上向きに傾ける船尾トリムをより大きく取る傾向にある。この場合、船首の見通しが悪化することから、規定の見通し距離（２Ｌｐｐ又は２５０ｍのいずれか短い方）を確保するため、船橋をより高くせざるを得ない。したがって、さらに船舶の重量も増し、製造コストも高くなってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、上記の逆Ｇ舵を備えた船舶の問題点を解消するため、マリナー舵を船尾に備える船舶を採用し、針路安定性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る船舶は、ホーンによって舵が揺動可能に支持されたマリナー舵を船尾に備える船舶であって、ホーンの下端から舵の上端部までの長さの舵の高さに対する比が０．４以下であることを特徴とする。
【０００６】
この船舶によれば、ホーンの下端から舵の上端部までの長さの舵の高さに対する比を０．４以下と小さくすることで、ホーンは小さくなる。これにより、舵の可動部面積を維持したままで、舵コードを小さくすることができる。そのため、船尾船殻におけるスクリュープロペラの設置位置をより後方にすることができ、後方エリア比が増大する。これにより、船舶に作用するモーメントを小さくし、横力を増大させることができるため、船舶が肥大しても針路安定性を向上させることができる。
【０００７】
上記船舶において、後方エリア比は、３．８％〜４．５％であると好適である。ホーンの下端から舵の上端部までの長さの舵の高さに対する比を０．４以下と小さくすることによって、後方エリア比を３．８％〜４．５％とすることにより、船舶の針路安定性を向上させることができる。
【０００８】
また、船首船尾方向に垂直な面で船殻外板を切断したときの形状がＵ字状であることが好ましい。これにより、船尾に縦渦を発生させ横力の増加を図ることができる。
【０００９】
また、本発明に係る船舶は、ホーンによって舵が揺動可能に支持されたマリナー舵を船尾に備える船舶であって、後方エリア比は、３．８％〜４．５％であることを特徴とする。
【００１０】
後方エリア比を３．８％〜４．５％とすることにより、船舶に作用するモーメントを小さくし、横力を増大させて、船舶の針路安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、針路安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明に係る船舶の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る船舶１の一実施形態を示す船尾２の側面図である。図１に示すように、船尾２の船尾船殻３は、下方に向いた下向船尾部３ａと、後方に向いた後向船尾部３ｂとを有する。下向船尾部３ａには、下方に向けて突出する略Ｌ字状のホーン４が設置されており、ホーン４の端部は、後方に向けて延在している。舵６には、ホーン４の端部を受けるように凹部６ａが形成されており、その凹部６ａにホーン４の端部が嵌め合わされて、舵６は、ピントル７によって揺動自在に軸支されている。また、舵６の上端部には、ラダーストック８が鉛直に取り付けられており、そのラダーストック８は、船尾船殻３を貫通して、船尾船殻３に収容されている舵取機１１に接続されている。この舵取機１１によって、ラダーストック８を回動させることで、舵６を揺動させることができる。
【００１４】
後向船尾部３ｂには、後方に向けて水流を発生させて推力を得るためのスクリュープロペラ９が設置されている。そして、スクリュープロペラ９を駆動させた状態で、舵取機１１によって舵６の角度を変えることで、船舶１の進行方向を変更し、針路に合わせることができる。
【００１５】
図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う、ホーン４及び舵６の断面図である。図２に示すように、ホーン４の前縁部は断面略円弧状に形成され、後縁部は、舵６が揺動自在となるよに、断面略円弧状に窪ませて形成されている。また、舵６の前縁部は、ホーン４の後縁部において、揺動できるように、断面略円弧状に形成されており、舵６の後縁部は、幅が後方に向かって徐々に細くなるよう流線形に形成されている。
【００１６】
図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う、舵６の断面図である。図３に示すように、舵６の下部において、前縁部は、断面略円弧状に形成されている。また、舵６の後縁部は、舵６の上部の後縁部（参照図２）と同様に、幅が後方に向かって徐々に細くなるよう流線形に形成されている。
【００１７】
図１に戻り、このように、ホーン４によって舵６が支持されたマリナー舵を備える船尾２の構造において、舵６の高さをＨ１、ホーン４の下端から舵６の上端部までの長さをＨ２とすると、Ｈ２／Ｈ１は０．１以上、０．４以下であり、従来のマリナー舵よりも十分小さい。ここでは、例えばＨ２＝３．８５ｍ、Ｈ１＝９．８２ｍとすることにより、Ｈ２／Ｈ１＝０．３９とし、可動部面積を４６．０ｍ２として、舵コードを５．３５ｍとする。
【００１８】
ここで、図４に示すように、針路安定性能を改善するためには、一定の舵力を維持させたまま船舶１に作用するモーメントを小さくし、横力を増大させると良い。そのためには、後方エリア比を増大させるとよい。ここで、後方エリア比は次式によって表される。
後方エリア比  ＝  後方エリア  ／  （  Ｌｐｐ×  ｄｓ／２  ）    （１）
【００１９】
式（１）において、Ｌｐｐは前部垂線と後部垂線との間の垂線間長であり、ｄｓは、図５に示すように、夏期満載吃水である。また、後方エリアとは、船体最下部から夏期満載吃水ｄｓまでの船尾船殻３であって、船尾２の後ろＬｐｐ／２０（船尾２の後ろＳＳ１／２）の領域（ハッチング領域Ａ）の側方投射面積である。ここでは、Ｌｐｐ＝２１８ｍ、ｄｓ＝１４．４５ｍ、後方エリア比＝４．３％とする。
【００２０】
図６に、船尾肥大度と後方エリア比と針路安定性との関係について示す。横軸は船尾肥大度であり、縦軸は後方エリア比であり、右上がりの直線Ｐよりも上側は針路安定性能が良好となる領域であり、直線Ｐよりも下側は、針路安定性能は悪化する領域である。図６に示すように、後方エリア比が一定のままで船尾肥大度が増大すると、針路安定性能は悪化してしまう。したがって、船尾肥大度が増大した場合、後方エリア比を上げなければならない。
【００２１】
そこで、図１に示すように、Ｈ２／Ｈ１を低下させる。すると、ホーン４を小さくさせることになるから、舵６の可動部面積（舵６の側面の側方投射面積。ホーン４の側面は除かれる。）を維持したままで、舵６の舵コードＨ３（舵６の船舶１前後方向の幅）を小さくすることができる。そのため、スクリュープロペラ９を設置する後向船尾部３ｂの位置をより後方にすることができ、それにより、後方エリアＡ（参照図５）が増大する。これにより、後方エリア比が増大する。したがって、船舶１の針路安定性を向上させることができる。ここで、Ｈ２／Ｈ１は、上述のように、０．４以下にまで低下させる。すると、図６において、直線Ｐよりも針路安定性能良の領域で後方エリア比を設定することができる。この場合、肥大度によっても異なるが、後方エリア比を約３．８％〜４．５％にすることが好適である。このとき、Ｈ２／Ｈ１を、０．３〜０．４、０．２〜０．３、０．１〜０．２と小さくするときには、後方エリア比を０．１％ずつ増加させると良い。
【００２２】
なお、船尾肥大度は、次式によって表される。
船尾肥大度＝（Ｂ／Ｌｐｐ）／（１−Ｃｐａ）    （２）
ここで、Ｂは船幅であり、Ｌｐｐは垂線間長である。また、Ｃｐａはアフトプリズマテックコフシエントであり、次式で表される。
Ｃｐａ  ＝  （船体後半の排水量（体積））／（（水面下における船体中央の断面積）×Ｌｐｐ／２）      （３）
【００２３】
また、このとき、スクリュープロペラ９の軸芯の船底からの高さＨ４は、逆Ｇ舵の一般的なスクリュープロペラの軸芯の船底からの高さよりも十分低く設定することができ、マリナー舵の一般的なスクリュープロペラの軸芯の船底からの高さと同程度に低く設定できる。しかも、スクリュープロペラ９と船尾船殻３との間の空間、スクリュープロペラ９と舵６との間の空間であるクリアランス（オープンエリア）も、逆Ｇ舵における一般的なクリアランスと同程度に広く設定することができる。
【００２４】
図７は、船尾肥大度と船尾抵抗と針路安定性能との関係を示している。横軸は船尾肥大度であり、縦軸は船尾抵抗である。そして、右上がりの直線ｑよりも上側は針路安定性能が良好となる領域であり、直線ｑよりも下側は、針路安定性能は悪化する領域である。図７に示すように、船尾抵抗が一定のまま、つまり横力が一定のままで船尾肥大度が増大すると、針路安定性能は悪化してしまう。したがって、船尾肥大度が増大した場合、船尾抵抗を増加させる必要がある。マリナー舵では、シューピースがないため、その分の船尾抵抗を増加させて、横力を増大させることが望ましい。そこで、Ｈ２／Ｈ１（参照図１）が０．２〜０．４の場合は、船尾フレーム（船殻外板）形状をＶ字形状よりもＵ字形状にすることが好ましい。これにより、船尾に縦渦を発生させ横力の増加を図ることができる。特に、Ｈ２／Ｈ１（参照図１）が０．３〜０．４の場合は、船尾フレーム形状をＵ字形状にすると好適である。ここで、図８に、船尾から０．１５Ｌｐｐの位置（ＳＳ１．５：参照図５）において、船首船尾方向に垂直な面で船殻外板を切断したときの断面形状の図を示す。図８には、船尾フレーム形状がＶ字形状のものとＵ字形状のものとが示されている。なお、Ｈ２／Ｈ１（参照図１）が０．１〜０．２の場合は、後方エリア比を十分大きく設定できるため、船尾フレーム形状をＵ字形状にしなくとも良い。
【００２５】
以上にようにして針路安定性能を向上させることにより、肥大化した船舶であっても、図９（ａ）に示すように、針路を変更したときに、スムーズに目標針路に船舶を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る船舶の船尾の側面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】船舶に作用する横力及びモーメントを示す概略図である。
【図５】船舶の後方エリア比を説明するための概略図である。
【図６】船尾肥大度と後方エリア比と針路安定性との関係を示すグラフである。
【図７】船尾肥大度と船尾抵抗と針路安定性能との関係を示すグラフである。
【図８】船尾船殻外板の断面形状の図である。
【図９】船舶の針路安定性能を説明するための概略図であり、（ａ）は、針路安定性能が良い場合における船舶の針路への追従性を示し、（ｂ）は、針路安定性能が悪い場合における船舶の針路への追従性を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１…船舶、２…船尾、３…船尾船殻、４…ホーン、６…舵、Ｈ１…舵の高さ、Ｈ２…ホーンの下端から舵の上端部までの長さ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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