(57)【要約】      （修正有）【課題】船舶の上部構造物が受ける風圧抵抗を低減でき、かつ甲板での作業を妨げることない構造体を提供する。【解決手段】構造体は、シート１０１、シート１０２、シート１０３の３つのシートで形成される。シート１０１は、正面からみると台形であり、頂点Ｐ１および頂点Ｐ２において、平面Ｓ１上で居住区８００と固定される一方、頂点Ｐ３および頂点Ｐ４においてハッチに固定される。シート１０２は、頂点Ｐ１および頂点Ｐ５において平面Ｓ１に固定され、頂点Ｐ３においてハッチに固定される。シート１０３は、頂点Ｐ２および頂点Ｐ６において平面Ｓ１に固定され、頂点Ｐ４においてハッチに固定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物の進行方向前面に、可変形状の構造体が取り付けられた船舶。
【請求項２】
前記上部構造物は居住区である
ことを特徴とする請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記構造体は、巻取り可能なシート状部材である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
【請求項４】
前記構造体は、折りたたみ可能なシート状部材である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
【請求項５】
前記構造体は袋体であって、当該袋体の内部に気体を注入することによって形状が変化する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の船舶。
【請求項６】
船舶の上部構造物の進行方向前面に取り付けるための、可変形状の構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の風圧抵抗を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料価格の高騰などの要因によって、如何に燃料消費量（燃費）を向上させるかが重要な課題となっている。燃費を向上させるための一つの方法として、船舶の上部構造物が受ける風圧抵抗を低減するための構造が提案されている。例えば、既存の船舶の船首に流線形状のパーツを後から取り付けることが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１-３２８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような風圧抵抗を軽減するためのパーツは、船舶が暴風雨等に遭遇した場合にも破損しないよう、甲板や構造物に強固に固定する必要がある。しかし、永久的に固定されると、その分、甲板のスペースが利用できなくなり、甲板上での各種作業に支障をきたす場合がある。また、船舶の構造によっては、そもそも風圧抵抗の効果が得られるような適切な位置にこれらのパーツを設置するための空間が存在するとは限らない。例えば、ばら積み貨物船の場合は、貨物を出し入れするためのハッチ等が甲板に設けられているので、甲板での作業を妨げることなくこのようなパーツを設置することは難しかった。
【０００５】
本発明は、甲板での作業を妨げることなく風圧抵抗を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一の態様において、上部構造物の進行方向前面に、可変形状の構造体が取り付けられた船舶を提供する。
好ましい態様において、前記上部構造物は居住区である。
好ましい態様において、前記構造体は、巻取り可能なシート状部材である。
好ましい態様において、前記構造体は、折り畳み可能なシート状部材である。
好ましい態様において、前記構造体は袋体であって、当該袋体の内部に気体を注入することによって形状が変化する。
本発明は、他の観点において、船舶の上部構造物の進行方向前面に取り付けるための、可変形状の構造体を提供する。
【０００７】
本発明によれば、甲板での作業の邪魔にならずに風圧抵抗が低減される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】船舶９００の全体図。
【図２】居住区８００付近の拡大図。
【図３】居住区８００付近の拡大図（正面図）。
【図４】居住区８００付近の拡大図（側面図）。
【図５】居住区８００付近の拡大図（平面図）。
【図６】構造体１００をハッチ６１０に固定する機構を表す図。
【図７】構造体１００の収容動作を説明する図。
【図８】構造体１１０の構造を示す図。
【図９】構造体１２０の構造を示す図。
【図１０】シート１０２およびシート１０３をシート１０１と連結した例。
【図１１】シート１３０の形状を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、船舶９００の全体を側面からみた図である。同図において、船舶９００の進行方向は、船尾から船首に向かう方向、すなわち+Ｘ方向である。船舶９００の高さおよび幅の方向を、それぞれＺ方向、Ｙ方向とする。船舶９００は、甲板４００と、甲板４００に設けられる上部構造物である煙突７００、居住区８００、開口部６００を含む貨物船である。開口部６００の下部の船体内部には、積み荷の貯蔵室（図示省略）が設けられる。
居住区８００は、低層階８１０および高層階８２０に大別される。低層階８１０は、略直方体であり、進行方向前面には平面Ｓ１が形成されている。
【００１０】
図２は、図１の居住区８００付近を拡大した図である。開口部６００の上部にはハッチ６１０が設けられる。ハッチ６１０は、Ｙ方向に細長の４つの板状部材がＸ方向に連結されており、連結部の角度は可変である。ハッチ６１０を開閉させることで積み荷の出し入れを行う。同図（ａ）はハッチ６１０が完全に閉じている状態である。航行中はこの状態となる。同図(c)はハッチ６１０が完全に開いた状態を示す。この状態で、図示せぬクレーン等を用いて、積み荷の出し入れが行われる。同図（ａ）の状態と同図（ｃ）の状態は、同図（ｂ）に示す過程を経て移行する。
【００１１】
平面Ｓ１には、形状が可変で、風圧抵抗を低減するための構造体１００が取り付けられる。具体的には、構造体１００は、使用状態（展開時）と収容時とでその形状が異なる。図２は、構造体１００の収容時の形状を示している。
【００１２】
図３〜５を用いて、構造体１００の展開状態を詳細に説明する。図３〜５は、それぞれ、構造体１００の展開状態の正面図、側面図、平面図を表す。
構造体１００は、シート１０１、シート１０２、シート１０３の３つのシートで形成される。シートの材質は問わないが、テント素材など、防水性のあるものが好ましい。シート１０１は、正面からみると台形であり、頂点Ｐ１および頂点Ｐ２において平面Ｓ１上で居住区８００と固定される一方、頂点Ｐ３および頂点Ｐ４においてハッチ６１０に固定される。シート１０２は、頂点Ｐ１および頂点Ｐ５において平面Ｓ１に固定され、頂点Ｐ３においてハッチ６１０に固定される。シート１０３は、頂点Ｐ２および頂点Ｐ６において平面Ｓ１に固定され、頂点Ｐ４においてハッチ６１０に固定される。
【００１３】
図６は、構造体１００とハッチ６１０とを固定する機構の一例を表す。シート１０１の先端部（頂点Ｐ３、頂点Ｐ４）付近には、それぞれフック１０５が取り付けられている。一方、ハッチ６１０には、リング６１１が２か所に設けられている。リング６１１は、頂点Ｐ３および頂点Ｐ４においては、リング６１１の孔にフック１０５を引っ掛けることで、シート１０１は所定の張力以上の力がかかった状態で固定される。同様に、シート１０２およびシート１０３の先端部にもそれぞれ一つのフック１０５が設けられ、それぞれフック１０５を、対応するリング６１１に引っ掛けることで、シート１０２およびシート１０３がリング６１１に固定される。このとき、構造体１００は、全体として三角錐の頂点付近を切り取ったような多面体となる。
【００１４】
図７は、展開状態の構造体１００を収容する過程を説明する図である。シート１０１、シート１０２、シート１０３は、船上の作業員によって、独立して収容される。シート１０１については、(ａ)に示すように、２つのフック１０５をリング６１１からはずし、Ｙ軸に平行に巻き取っていく。シート１０２、シート１０３については、（ｂ）に示すように、Ｘ軸に平行に巻き取る。シート１０１、シート１０２、シート１０３の巻取りが完了すると、巻き取られたロール状のシートは、同図（ｃ）に示すように、シート１０１については平面Ｓ１の上端付近に、シート１０２およびシート１０３について平面Ｓ１の側端付近において、それぞれ所定の方法で固定される。
【００１５】
この収容状態から展開するときは、逆の手順で、ロール状のシート１０１、シート１０２、シート１０３をそれぞれ引き伸ばし、リング６１１で固定する。
【００１６】
なお、(ｃ)に示す収容状態となった後、構造体１００を居住区８００から取り外してもよい。具体的には、頂点Ｐ１、頂点Ｐ２、頂点Ｐ５、頂点Ｐ６においてフック等の所定の取り付け機構を用いて構造体１００を居住区８００に取り付けまたは取り外す。居住区８００から取り外した３本のロール状のシート１０１、シート１０２、シート１０３は、例えば甲板４００上に設けられた所定の保管場所に寝かせた状態で収納してもよい。居住区８００から取り外された構造体１００を取り付ける場合、逆の手順で、まずロール状のシート１０１、シート１０２、シート１０３を平面Ｓ１に取り付け、展開し、リング６１１に固定する。
【００１７】
構造体１００が展開された状態では、居住区８００が正面から受ける風は、構造体１００の傾斜面に沿って居住区８００の上部および側面に流れる。つまり、垂直な平面Ｓ１に風が当たることによる乱流の発生などの気流の乱れる要素が少ないので、船舶９００が受ける風圧抵抗が減少する。また、構造体１００は必要に応じて変形（収容・展開）することができるので、荷の搬入や搬出の作業時などには構造体１００を収容状態にしておくことで、当該作業の妨げになることがない。また、台風の到来時などは、構造体１００を収容しておけば構造体１００が破損する虞もない。また、構造体１００はシート状の素材と取り付け具のみで形成することができるので、例えば構造体の形状を機械的に変形させるような機構を導入するのに比べて、低コストで風圧抵抗の軽減が実現される。
【００１８】
構造体１００の形状や変形方法は、本発明の一実施例にすぎない。以下、本発明に係る他の構造体の態様について例示する。
【００１９】
図８に構造体１１０の構造を示す。構造体１１０は、シート状である点は構造体１００と同じであるが、頂点Ｑ１〜Ｑ６と、辺Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、およびＬ７を有し、４つの面１１１、１１２、１１３および１１３の反対側の面からなる多面体として形成されている点で、構造体１００と異なる。また、各面に対応するシートは独立して収容することができない。具体的には、構造体１１０は、辺Ｌ１、Ｌ２、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ５、Ｌ４に沿って棒状の骨部材が埋め込まれ、この骨組みを介してこの４枚のシートが連結されている。そして、頂点Ｑ１、頂点Ｑ２において可動可能に連結する関節機構が設けられ、この機構のロックを解除することで、辺Ｌ７が辺Ｌ２と重なるような方向へ、辺Ｌ６は辺Ｌ１と重なるように折り曲げることができるようになっている。構造体１１０は、辺Ｌ５を中心として上下対称形状である。
【００２０】
そして、構造体１１０は、ハッチ６１０を含む甲板４００上に固定するのではなく、居住区８００に固定される。具体的には。平面Ｓ１上の所定位置にフック等の取り付け機構(図示せず)が形成され、この取り付け機構によって、辺Ｌ３と辺Ｌ４とが平面Ｓ１に接触するように、構造体１１０は居住区８００に取り付けられる。
【００２１】
構造体１１０を収容するときは、まず、辺Ｌ４を平面Ｓ１から取り外し、頂点Ｑ１および頂点Ｑ２のロックを解除し、１１２を１１１に重ねるようにして、１１３とその対向面とを内側に織り込んで畳む。この後、さらに頂点Ｑ５および頂点Ｑ６で構造体１１０を取り外し、甲板４００上に設けられた保管ケースなどに収納してもよい。
このように、本発明に係る多面体の面の数や形状は、上述した例に限定されない。要するに、船舶９００航行時に居住区８００に起因した空気抵抗が減少するような形状であればよい。
【００２２】
本発明に係る構造体は曲面を有していてもよい。さらに、この場合、構造体は、密閉性を有する袋体であってもよい。図９は、使用時の構造体１２０の構造を示す。構造体１２０は、Ｙ軸方向に中心軸を有する円柱を半分に切断したような形状(蒲鉾型)の袋体である。具体的には、構造体１２０は、頂点Ｒ１、頂点Ｒ２、頂点Ｒ３および頂点Ｒ４と、それぞれ平面Ｓ１と接する辺Ｌ２１、辺Ｌ２２、辺Ｌ２３と辺Ｌ２３とその反対側の辺を有する。袋体の材質は、ゴムなどの弾性体であり、内部に気体を充填させることによって膨張し、当該気体を排出することによって収縮する。この一つの袋体は、例えば、３枚の弾性素材のシートＷ１、Ｗ２、Ｗ３を圧着することにより形成することができる。
【００２３】
袋体を用いる場合、平面Ｓ１上に送風口８１１が設けられるとともに、船舶９００には船体内に送風機および配管（図示省略）を設ける。配管は低層階８１０の内部を通って送風口８１１まで通じている。送風口８１１を介して構造体１２０の内部に空気が送り込まれると、構造体１２０が膨らみ、図９に記載のような曲面が実現され、使用中はこの形状が維持される。
構造体１２０を収容する場合は、構造体１２０内部の空気を送風口８１１から外部に排出することによって構造体１２０を萎ませる。すると、構造体１２０は平面Ｓ１にへばりついたような状態になる。この結果、暴風等の影響によって破損する虞がない。さらに、萎ませた状態から構造体１２０を居住区８００から取り外して所定の保管場所に収納してもよい。
【００２４】
本発明に係る構造体を複数の独立したシートで形成する場合は、シート同士を互いに固定してもよい。図１０は、シート１０２およびシート１０３をシート１０１と連結した例である。 この例では、シートの縁の所定位置に孔を設け、それぞれの孔に複数の固定具１０９を通すことで、シート１０１とシート１０２およびシート１０３とを連結している。こうすることで、構造体の強度が向上する。加えて、シート１０１とシート１０２（シート１０３）の境界部から構造体１００の内部に空気が侵入することがないので、風圧抵抗の軽減効果がより向上する。
【００２５】
構造体を形成するシートは、その形状に関わらず、複数枚である必要はなく、一枚であってもよい。図１１の（ａ）および（ｂ）は、構造体を形成する一枚のシート１３０およびシート１４０の形状の例を示す。シート１３０は、頂点Ｐ５１、頂点Ｐ５２、頂点Ｐ５３、頂点Ｐ５４、頂点Ｐ５５を有する五角形で、使用時は点線を折り曲げ、図示せぬ留め具がそれぞれ設けられた頂点Ｐ５２、５３、５４、頂点Ｐ５５にて居住区８００に固定され、頂点Ｐ５１にてハッチ６１０に固定される。使用時は頂点Ｐ５１を頂点とする三角錐となる。
【００２６】
同図（ｂ）に示すように、シート１４０は、頂点Ｐ６１、頂点Ｐ６２、頂点Ｐ６３、頂点Ｐ６４、頂点Ｐ６５、頂点Ｐ６６を有する六角形で、頂点Ｐ６５、頂点Ｐ６６の２点でハッチ６１０に固定され、頂点Ｐ６１、頂点Ｐ６２、頂点Ｐ６３、頂点Ｐ６６で平面Ｓ１に固定される。頂点Ｐ６１-頂点Ｐ６５と頂点Ｐ６２―頂点Ｐ６４で折り曲げて使用する。使用時は三角柱となる。
このように、一枚のシートで折り曲げる場合は、張力のみ居住区８００（およびハッチ６１０）に取り付ければ、構造体に骨組みは必要が無いので、コンパクトに折り畳むことができる。
【００２７】
本発明に係る構造体に対して、巻取りや折り畳み以外の収容方法を適用してもよい。例えば、シートに金具を取り付け、この金具に金属ワイヤを通すとともに、高層階８２０などにワイヤの巻取り装置を設ける。この装置でワイヤの巻き取りを行うことで、シートを蛇腹状態に収容してもよい。要するに、本発明の構造体はその形状が変化するものであればよい。
また、本発明に係る構造体は、展開状態と収容状態の２つの形態だけでなく、３つ以上の形態をとれるようにしてもよい。例えば、使用時において２つまたはそれ以上の形態を選択的にとることができるようにする。具体的には、袋体の場合は、注入する空気の量（圧力）を制御することによって素材の変形（膨張）の程度を調整する。袋体ではない場合は、例えばハッチ６１０の複数の箇所にフックを設けるとともに、シート側の対応した位置に複数のフックを設けておく。そして、使用するフックを選択することによって、多面体の構造体の形状（典型的には、シートが６１０とのなす角）を異ならせる。
【００２８】
構造体を取付けるための器具を設ける位置、数、方法は任意である。また、本発明に係る構造体を適用する船舶の種類や機能・サイズは、上述した例に限定されない。また、本発明に係る構造体の取り付け対象の船体構造物は居住区に限らず、いわゆる甲板上に位置する他の上部構造物にも適用することができる。また、本発明に係る構想体を取り付ける対象の船体構造物は、前方に（船首側に）船体の中心線に垂直な壁面を有している必要はない。要するに、本発明の構造体は、船舶の上部構造物に取り付けられる可変形状の構造体であって、その使用時に、航行の際に当該上部構造物に起因する風圧抵抗を低減する形状が実現されていればよい。
【符号の説明】
【００２９】
９００・・・船舶、８００・・・居住区、７００・・・煙突、６００・・・開口部、６１０・・・ハッチ、４００・・・甲板、８１０・・・低層階、８２０・・・高層階、１００・・・構造体、１１０、１２０・・・構造体、１３０、１０１、１０２、１０３・・・シート、１０９、１０５・・・フック、６１１・・・リング、８１１・・・送風口
【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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【図１０】
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【図１１】
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