技術紹介

フレキシブル外型を用いた模型船製作法について
安藤勇 *1

越智Ando Isamu

文俊 *2Ochi Fumitoshi

タンカーなどに代表される大型船舶の性能は海上公試運転により確認されるが、建造前の設計段階における計画性能の確認は試作品の製作が困難であるため、縮尺模型を用いた水槽試験により評価される。水槽試験に用いられる縮尺模型はパラフィンを用いて製作され、通常一か月程度の製作期間を要する。IIC 試
験技術部船舶海洋グループでは模型船を製作しているが、今回、模型船の製作期間短縮を実現するため、財団法人日本造船技術センターにより開発されたフレキシブル外型と呼ばれる鋳造設備を導入し、製作期間の短縮に成功したので紹介する。
キーワード：フレキシブル外型、模型船、パラウッド船、鋳型、パラフィンなっている。通常、模型船は外側鋳型（外型）と1. 緒言

骨材となる内型を組み合わせ、その間隙に溶解しタンカー・バルクキャリアー・コンテナ船などたパラフィンを流し込み、固化したパラフィンをに代表される大型船舶は全長が 300m を超えるも外側鋳型から取り出して NC 切削機で切削 / 成型のもあり、試作による性能確認試験を行うことがし、さらに機械で削り切れない部分は職人の手仕困難であるため、設計された船の性能は専ら縮尺上げ工程を経て完成となる。

模型を用いた試験で計測することが一般的で、模型試験・水槽試験と総称されている。IIC 試験技術部船舶海洋グループは模型試験に使用される模型船（図 1）の設計・製作および試験を担当している。近年、船舶からの CO2 排出量を削減するた
め、燃費に規制がかけられることが国際海事機関
IMO にて決定された経緯もあり、推進性能を向上させるための取り組みが活発化する一方で、開発スピードを上げるために試験期間の短縮が要望されている。
試験期間における模型船の製作期間は 1 か月程度を要しており、製作期間の短縮が我々の課題と

図1

水槽試験用模型船*1：株式会社 IHI 技術開発本部 R&D テクノセンター 試験技術部 船舶海洋試験グループ（執筆時：IIC 研究開発事業部 試験技術部 船舶海洋グループ 職長）*2：株式会社 IHI 技術開発本部 R&D テクノセンター 試験技術部 船舶海洋試験グループ（執筆時：IIC 研究開発事業部 試験技術部 船舶海洋グループ 課長）—

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課長代理

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今回、我々は製作期間短縮を目指してフレキシ骨材（内側）ブル外型とよばれる新しい鋳造設備を導入し製作期間の短縮を試みた。

汎用外径

2. 従来の模型船の製作過程と問題点
模型船は木製の骨材（内型）とその周囲に鋳造されたパラフィンで構成されており（図 2）、鋳造鋳造する部分（内型と外型の隙間）余肉が多くなる場所ができる。

されたパラフィンを NC 切削機で削りだして製作される。

図2

図3

木製汎用外型による鋳込み状況

図4

従来の模型船素材の不要な余肉

模型船の構造従来、骨材の周囲にパラフィンを鋳込む際には、すでに製作済みの汎用性の高い木製外型を用いていた（図 3）。この外型はコンテナ船などに代表されるスリムな船型向きのものとタンカーなどに代鋳造されるパラフィンが多くなると、溶解され表される肥った船型のものの 2 種類が準備されてたパラフィン（約 85 度）が凝固するまでの冷却

おり、製作する船の形状に合わせてこの 2 種類の時間が長くなるとともに、NC 切削機の切削量が外型を使い分けていた。この外型を用いる場合は増加するため、模型船完成までの時間が長くなる。

船体形状が最も出っ張っている個所と外型の隙間

そのため鋳造されるパラフィンの余肉の削減がを図面を用いて探し出し、干渉を避けて外型を配製作期間を短縮するうえでの課題となっていた。

置する必要があった。そのため、出っ張っている個所以外では鋳造後の模型船素材のパラフィンの余肉が多くなるという欠点があった（図 4）。

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ロッド

3. フレキシブル外型の導入効果
3.1 フレキシブル外型について

内 型模型船素材のパラフィンの余肉を削減するためのポイントは、さまざまに設計される船体形状に合わせて鋳造外型を自在に変形することができるようにする点である。今回導入したフレキシブル外型（図 5）は従来の汎用外型と異なり、多数のうろこうろこ形状のプレートにより船体形状に合わせて外型の形状を変形することが可能である。

図6

フレキシブル外型のうろこプレートの（1）調整機構

従来の汎用外型で鋳造した模型船素材（図 4）
図5

フレキシブル外型外観とフレキシブル外型を用いた模型船素材（図 7）とを比較すると、一見して余肉が削減されている

うろこ形状のプレートはフレキシブル外型の内ことがわかる。従来の外型では仕上がり形状に対側側面に設置されており、水平なロッドにて固定して余肉の調整ができないため、多いところではされている。水平なロッドを内側に押し込むこと200mm を超える量の余肉がつく場合もあったが、によってうろこが中心方向に移動する機構になっフレキシブル外型を用いると、均一に 60mm 程度ており、船体形状に合わせてロッドを自在に調整の余肉を設けることができた。

することにより従来の汎用外型で調整できない位置の余肉を削減することができるよう工夫されている。フレキシブル外型のうろこプレートの調整機構を図 6 に示す。

図7—

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模型船素材（フレキシブル外型）—

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3.2 冷却時間の違いについて

3.3 切削時間の削減について

バルクキャリアー型の模型船について、従来の余肉を削減したことにより NC の切削量の削減

外型を用いた場合とフレキシブル外型を用いた場が可能となった。加工シミュレーションを実施す合について鋳込み作業後のパラフィン冷却時間をる際の模型船素材の形状比較を図 9 に示す。従来計測した。冷却時間の比較を図 8 に示す。この例と比較すると、荒削り加工工程に 2 日程度費やし

では、従来の外型を用いた場合には約 4 日を要していたところを半日程度で加工を終えることがでたが、フレキシブル外型を用いると約 1.5 日となきるようになり、切削工程の時間短縮にも成功しり、約 2.5 日程度時間を短縮することができた。

た。

船型によって冷却時間には幅があるものの、おおむね従来の外型を用いた場合では冷却に 5 日程度を要しているのに対し、フレキシブル外型を用いて余肉を削減した場合では 3 日程度に短縮しており、平均的に 2 日程度の冷却期間削減を実現することができた。

図8

冷却期間の比較

図9—

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切削前の素材形状の違い

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4. 結言謝辞

水槽試験に使用される模型船製作作業における最後にフレキシブル外型導入にあたり、御尽力模型船素材鋳造工程を見直して、フレキシブル外いただいた株式会社 IHI 技術開発本部 船舶海洋技型を導入し作業時間の短縮を試みた。その結果鋳術開発部、ならびに、技術指導いただいた、財団

造工程において 2 日程度、切削工程において 1 日

法人 日本造船技術センター 島宗氏に感謝申し上程度の期間短縮に成功し、本検討にて模型船製作げます。

期間を 3 日間削減できた。

参考文献

今後は曲率の高い船体形状に対する適応性を高（1）“ 新 し い 模 型 船 製 作 法 ”、SRC News No.85

め、余肉を極限まで削減した素材鋳造技術の高度化を目指す所存である。

October 2010 SRC News No.85 October 2010

株式会社 IHI
技術開発本部 R&D テクノセンター
試験技術部 船舶海洋試験グループ（執筆時：IIC 研究開発事業部試験技術部 船舶海洋グループ
職長）

安藤勇

越智 文俊

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株式会社 IHI
技術開発本部 R&D テクノセンター
試験技術部 船舶海洋試験グループ
課長代理（執筆時：IIC 研究開発事業部
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