JP2008114792A - 船舶及びその船首構造 - Google Patents

Abstract

【課題】隣り合う骨材同士の間隙が狭隘となることが抑制され、船舶の製造コストを削減することが可能な船舶及びその船首構造を提供すること。
【解決手段】船舶１０は、上甲板２６及び内部甲板２８を有し、船首部２０がフレア状船首３６を含んでいる。フレア状船首３６は、外板３８と、外板３８の内面と接合された小形骨材４２と、小形骨材４２よりも高い剛性を有し、外板３８の内面及び小形骨材４２と接合された大形骨材４０とを備える。大形骨材４０は、外板３８の内面に沿って内部甲板２８から上甲板２６に向かう方向に延在している。小形骨材４２は、外板３８の内面に沿って船体の後方から船首部２０に向かうように縦通している船側縦フレーム４８とは別体となっており、大形骨材４０と交差する方向に延在している。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶及びその船首構造に関する。

従来から、オイルタンカー等の船舶には、上甲板と、船首部における船体内部に配置された内部甲板と、船首隔壁（Collision Bulkhead）とで区画される空間により構成された甲板倉庫（Boatswain's store）が設けられている。そして、船首部が、球状船首（バルバス・バウ：BulbousBow）と、外形が内部甲板付近から上方に向かうにつれて外方に広がるフレア状船首とを含んでおり、船舶の長手方向に沿って延びる中心線を含む鉛直平面により船舶を切断した断面において、フレア状船首を構成する外板と水平面とのなす角度（フレア角）を大きくして、船体の全長を増加させることなく船首部の反射波による波浪中抵抗増加量を低減する船舶が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２２４８１１号公報

ところで、従来の船舶では、甲板倉庫を構成する上甲板と内部甲板との間において、外板内面に沿って内部甲板から上甲板に向かう方向に延びるように小形骨材（フレーム）が配置され、外板内面に沿って水平方向に縦通する大形骨材（ストリンガ）がそれらの小形骨材と接続されることで、フレア状船首の骨組が構成され（このような構造は、縦式構造と呼ばれる）、フレア状船首を構成する外板に作用する波浪等による荷重が外板、小形骨材、大形骨材の順に伝達されるようになっている。このフレア状船首では、その形状ゆえに、内部甲板に対応する位置における外板の曲率半径が上甲板に対応する位置における外板の曲率半径よりも小さくなっている。従って、フレア状船首の強度を均一にする目的で、隣り合う小形骨材の水平方向における間隔が略等しくなるように小形骨材を配置すると、フレア状船首を構成する小形骨材は内部甲板から上甲板に向けて放射状に広がることとなる。小形骨材は大形骨材よりも剛性が低いものであり、大形骨材の本数よりも小形骨材の本数が多くなることが通常であるので、内部甲板近傍ほど隣り合う小形骨材の水平方向における間隙が狭隘となる。

そして、このように隣り合う小形骨材の間隙が狭隘となるため、（１）小形骨材の外板への溶接が極めて困難となる、（２）小形骨材の外板への溶接後には小形骨材及び外板のうち露出している部分を全て塗装する必要があるが、狭隘な間隙における小形骨材及び外板への確実な塗装が困難となる、（３）狭隘な間隙における船舶完成後のメンテナンスが困難となる、といった問題があった。そのため、従来の船舶では、溶接、塗装、メンテナンス等にかかる作業時間の増大に伴い人件費が増加して、製造コストが著しく増加してしまっていた。この問題は、フレア角を大きく設定した特許文献１のような船舶において顕著であった。また、上甲板に設けられる係留装置の配置の制約から、この問題はフレア角を小さくすることによっては解決できないものであった。

そこで、本発明は、隣り合う骨材同士の間隙が狭隘となることが抑制され、船舶の製造コストを削減することが可能な船舶及びその船首構造を提供することを目的とする。

本発明に係る船舶の船首構造は、上甲板と、その上甲板よりも下方で且つ船首における船体内部に配置された内部甲板とを有し、船首が、外形が内部甲板付近から上方に向かうにつれて外方に広がるフレア状船首を含んでいる船舶の船首構造であって、外板と、外板の内面と接合された複数の小形骨材と、小形骨材よりも高い剛性を有し、外板の内面及び小形骨材と接合された複数の大形骨材とを備え、大形骨材は、外板内面に沿って内部甲板から上甲板に向かう方向に延在しており、小形骨材は、外板の内面に沿って船体の後方から船首に向かうように縦通している骨材とは別体となっており、大形骨材と交差する方向に延在していることを特徴とする。

本発明に係る船舶の船首構造では、小形骨材よりも剛性の高い大形骨材が内部甲板から上甲板に向かう方向に延在し、小形骨材が大形骨材と交差する方向に延在している。そのため、小形骨材が内部甲板から上甲板に向けて放射状に広がるように配置されることがなく、隣り合う小形骨材の間隙が狭隘となることがなくなる。一方、大形骨材は内部甲板から上甲板に向けて放射状に広がるように配置されることとなるが、大形骨材は、小型骨材よりも剛性が高く、配置される本数も小形骨材よりも少ないので、隣り合う大形骨材の間隙が狭隘となることが抑制されている。その結果、作業性が向上し、船舶の製造コストを削減することが可能となる。

また、本発明に係る船舶の船首構造では、船首がフレア状船首を含んでおり、小形骨材と、外板の内面に沿って船体の後方から船首に向かうように縦通している骨材とが別体となっている。そのため、小形骨材と、外板の内面に沿って船体の後方から船首に向かうように縦通している骨材とが一体となっている場合に船首近傍で生じうる小形骨材のねじれが抑制され、その結果、小形骨材の製作が容易となる。

また、小形骨材は、平板状の第１板状部分、及び、第１板状部分に対して略垂直となるように第１板状部材の端部に配置された平板状の第２板状部分を有しており、第１板状部分は、外板に対して略垂直となるように外板の内面と接合されていることが好ましい。このようにすると、第１板状部分が外板に対して斜めとなるように外板の内面と接合されている場合と比較して、第１板状部分と外板とを簡単に接合できるので作業時間の短縮を図ることが可能となると共に、小形骨材の強度が向上するので小形骨材のサイズを小さくすることが可能となる。

また、内部甲板の下面に船首部から船尾部に向かう方向に延在するガーダが複数設けられており、船体の長手方向に沿って延びる中心線に垂直で且つ複数のガーダのうち後端が最も船尾部側に位置するガーダの後端を含む仮想平面よりも船首側に含まれる外板の上甲板に対応する位置における外周長さをＡ、仮想平面よりも船首側に含まれる外板の内部甲板に対応する位置における外周長さをＢとしたときにＡ／Ｂ≧１．５となっていることが好ましい。Ａ／Ｂ＜１．５のときは、外板の上甲板に対応する位置における外周長さＡと、外板の内部甲板に対応する位置における外周長さＢとで大きさにそれほど差がなくなり、フレア角が小さくなるので、本発明の効果を十分に得ることができなくなる傾向がある。

また、本発明に係る船舶は、上記のいずれかの船首構造を有することを特徴とする。

本発明によれば、隣り合う骨材同士の間隙が狭隘となることが抑制され、船舶の製造コストを削減することが可能な船舶及びその船首構造を提供することができる。

本発明の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

まず、図１を参照して、本実施形態に係る船舶１０の全体構造について説明する。図１は、本実施形態に係る船舶を示す側面図である。

船舶１０は、図１に示されるように、船体１２、推進器１６、推進方向を制御する舵１８等を備えている。船舶１０は、本実施形態においてオイルタンカー等の肥大船となっている。

船体１２は、船首部２０、船体中央部２２、及び船尾部２４を有している。船首部２０には、上甲板２６と、この上甲板２６よりも下方で且つ船首における船体１２内部に配置された内部甲板２８と、船首隔壁３０とで区画される空間により構成された甲板倉庫３２が設けられている。船体中央部２２には、オイルタンク等の複数の船倉が設けられている。船尾部２４には、推進器１６及び舵１８が設けられている。

続いて、図１〜図６を参照して、船首部２０の構造について説明する。図２は、本実施形態に係る船舶の船首を示す正面図である。図３は、フレア部を構成している骨材の配置を展開した状態で示す平面図である。図４は、船首近傍における上甲板を示す平面図である。図５は、船首近傍における内部甲板を示す平面図である。図６は、図４及び図５のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。

船首部２０は、図１及び図２に示されるように、球状船首３４及びフレア状船首３６を有している。球状船首３４は、船舶１０の進行方向に向けて球状に張り出しており、造波抵抗を低減できるようになっている。

フレア状船首３６は、船首の外形が内部甲板２８付近から上方に向かうにつれて外方に広がるフレア形状となっている。このフレア状船首３６は、外板３８、複数（本実施形態において７本）の大形骨材４０及び複数（本実施形態において１２本）の小形骨材４２によって構成されている。

外板３８は、船体１２の外表面に配置され、船体１２の外形を規定している。

各大形骨材４０は、図２及び図３に示されるように、外板３８の内面に沿って内部甲板２８から上甲板３０に向かう方向に延在している。大形骨材４０は、フレア状船首３６の強度を均一にするために、隣り合う大形骨材４０の水平方向における間隔が略等しくなるように配置されている。そのため、大形骨材４０は、内部甲板２８から上甲板２６に向けて放射状に広がっている（図２参照）。

大形骨材４０は、図６に示されるように、小形骨材４２よりもサイズが数倍大きなものとなっており、小形骨材４２よりも高い剛性を有している。大形骨材４０は、鋼板からなる第１板状部分４０ａ及び鋼板からなる第２板状部分４０ｂを有している。第２板状部分４０ｂは、第１板状部分４０ａに対して略垂直となるように第１板状部分４０ａの端部に配置されている。このような大形骨材４０としては、例えばＴ型鋼材やＬ型鋼材を用いることができる。

大形骨材４０の前縁は、図４及び図６に示されるように、外板３８の内面と接合されている。大形骨材４０の第１板状部分４０ａの前縁側は、図６に示されるように、複数の小形骨材４２と接合されている。このとき、小形骨材４２が大形骨材４０の第１板状部分４０ａを貫通している所では、大形骨材４０の第１板状部分４０ａは小形骨材４２に加え補助鋼板４４とも接合されている（図６参照）。

大形骨材４０の上端は、図４及び図６に示されるように、上甲板２６の下面と接合されている。上甲板２６の下面には、同じく、船体１２の長手方向に沿って延びる中心線Ｘ（図４参照）に対して垂直となるように配置されたウェブビーム４６が接合されている。大形骨材４０の上部は、船首部２０の外板３８からウェブビーム４６まで延在している。そのため、大形骨材４０は、側方から見て略逆Ｌ字状を呈している（図６参照）。

各小形骨材４２は、図２及び図３に示されるように、外板３８の内面に沿って各大形骨材４０の第１板状部分４０ａと交差する方向に延在しているが、大形骨材４０のうち最も船尾部２４寄りに配置されている大形骨材４０Ａ，４０Ｂよりも船尾部２４側には延在していない。すなわち、小形骨材４２は、船体１２の側外板の内面に沿って船体１２の後方から船首部２０に向かうように縦通している船側縦フレーム４８とは別体となっている。また、小形骨材４２は、フレア状船首３６の強度を均一にするために、隣り合う小形骨材４２の間隔が略等しくなるように配置されている。この隣り合う小形骨材４２の間隔は、他の器機を使わずに、人間が各小形骨材４２を伝って内部甲板２８と上甲板２６との間を上り下りできる程度の間隔に設定されていると好ましい。

小形骨材４２は、図６に示されるように、鋼板からなる第１板状部分４２ａ及び鋼板からなる第２板状部分４２ｂを有している。第２板状部分４２ｂは、第１板状部分４２ａに対して略垂直となるように第１板状部分４２ａの端部に配置されている。このような小形骨材４２としては、例えばＴ型鋼材やＬ型鋼材を用いることができる。小形骨材４２の第１板状部分４２ａは、外板３８に対して略垂直となるように外板３８の内面と接合されている。なお、小形骨材４２の本数及びサイズは、大形骨材４０と小形骨材４２とで区画される格子の面積に対して作用するものと想定される波浪等による荷重に基づいて決定される。

ここで、内部甲板２８の下面には、図５及び図６に示されるように、対応する大形骨材４０の下端と一致するように配置された複数のガーダ５０が接合されている。内部甲板２８下面には、同じく、船体１２の長手方向に沿って延びる中心線Ｘ（図５参照）に対して垂直となるように配置されたウェブビーム５２が接合されている。ガーダ５０は、船首部２０の外板３８からウェブビーム５２まで延在している。

フレア状船首３６の構造としては、中心線Ｘに垂直で且つガーダ５０のうち後端が最も船尾部２４側に位置するガーダ５０Ａ，５０Ｂの後端を含む仮想平面Ｓを想定したとき、仮想平面Ｓよりも船首部２０側に含まれる外板３８の上甲板２６に対応する位置における外周長さをＡ（図４参照）、仮想平面Ｓよりも船首部２０側に含まれる外板３８の内部甲板２８に対応する位置における外周長さをＢ（図５参照）としたときにＡ／Ｂ≧１．５となっていることが好ましい。Ａ／Ｂ＜１．５のときは、外板３８の上甲板２６に対応する位置における外周長さＡと、外板３８の内部甲板２８に対応する位置における外周長さＢとで大きさにそれほど差がなくなり、フレア角が小さくなるので、本発明の効果を十分に得ることができなくなる傾向がある。また、内部甲板２８に対応する位置における複数の大形骨材４０のうち隣り合う大形骨材４０の間隔をＣ（図２及び図３参照）としたときに、Ｃ≧６００ｍｍとなっていることが好ましい。Ｃ＜６００ｍｍのときは、複数の大形骨材４０のうち内部甲板２８近傍において隣り合う大形骨材４０の水平方向における間隙が狭隘となる傾向がある。

ところで、従来の船舶１１０では、上甲板２６と内部甲板２８との間において、外板３８の内面に沿って内部甲板２８から上甲板２６に向かう方向に延びるように小形骨材１４２が配置され、外板３８の内面に沿って水平方向に縦通するストリンガ１４０がそれらの小形骨材１４２と接続されることで、フレア状船首１３６の骨組が構成されていた。このフレア状船首１３６では、その形状ゆえに、内部甲板２８に対応する位置における外板３８の曲率半径が上甲板２６に対応する位置における外板３８の曲率半径よりも小さくなっている。従って、フレア状船首１３６の強度を均一にする目的で、隣り合う小形骨材１４２の水平方向における間隔が略等しくなるように小形骨材１４２を配置すると、フレア状船首１３６を構成する小形骨材１４２は図７に示されるように、内部甲板２８から上甲板２６に向けて放射状に広がることとなる。小形骨材１４２はストリンガ１４０よりも剛性が低いものであり、ストリンガ１４０の本数よりも小形骨材１４２の本数が多くなることが通常であるので、内部甲板２８近傍ほど隣り合う小形骨材１４２の水平方向における間隙が狭隘となる。

そして、このように隣り合う小形骨材１４２の間隙が狭隘となるため、（１）小形骨材１４２の外板への溶接が極めて困難となる、（２）小形骨材１４２の外板３８への溶接後には小形骨材１４２及び外板３８のうち露出している部分を全て塗装する必要があるが、狭隘な間隙における小形骨材１４２及び外板３８への確実な塗装が困難となる、（３）狭隘な間隙における船舶１１０完成後のメンテナンスが困難となる、といった問題があった。そのため、従来の船舶１１０では、溶接、塗装、メンテナンス等にかかる作業時間の増大に伴い人件費が増加して、製造コストが著しく増加してしまっていた。

しかしながら、本実施形態においては、小形骨材４２よりも剛性の高い大形骨材４０が内部甲板２８から上甲板２６に向かう方向に延在し、小形骨材４２が大形骨材４０と交差する方向に延在している。そのため、小形骨材４２が内部甲板２８から上甲板２６に向けて放射状に広がるように配置されることがなく、隣り合う小形骨材４２の間隙が狭隘となることがなくなる。一方、大形骨材４０は内部甲板２８から上甲板２６に向けて放射状に広がるように配置されることとなるが、大形骨材４０は、小型骨材４２よりも剛性が高く、配置される本数も小形骨材４２よりも少ないので、隣り合う大形骨材４０の間隙が狭隘となることが抑制されている。その結果、作業性が向上し、船舶１０の製造コストを削減することが可能となる。そして、このように内部甲板２８から上甲板２６に向かう方向に延在する大形骨材４０の本数が少ないものであるので、通常行われているブロック建造方式によるフレア状船首３６と球状船首３４との組み立ての際に、大形骨材４０の下端と球状船首３４との位置合わせや接合を簡便に行うことが可能となっている。

また、本実施形態においては、船首部２０がフレア状船首３６を含んでおり、小形骨材４２と、船体１２の側外板の内面に沿って船体１２の後方から船首部２０に向かうように縦通している船側縦フレーム４８とが別体となっている。そのため、小形骨材４２と、船側縦フレーム４８とが一体となっている場合に船首部２０の近傍で生じうる小形骨材４２のねじれが抑制され、その結果、小形骨材の製作が容易となる。

また、本実施形態においては、小形骨材４２が第１板状部分４２ａ及び第１板状部分４２ａに対して略垂直となるように第１板状部材４２ａの端部と接合された第２板状部分４２ｂによって構成されており、第１板状部分４２ａが外板３８に対して略垂直となるように外板３８の内面と接合されている。そのため、第１板状部分４２ａが外板３８に対して斜めとなるように外板３８の内面と接合されている場合と比較して、第１板状部分４２ａと外板３８とを簡単に接合できるので作業時間の短縮を図ることが可能となると共に、小形骨材４２の強度が向上するので小形骨材４２のサイズを小さくすることが可能となる。

また、本実施形態においては、外板３８の上甲板２６に対応する位置における外周長さＡ及び外板３８の内部甲板２８に対応する位置における外周長さＢを規定したときにＡ／Ｂ≧１．５となっている。このようにＡ／Ｂを設定することで、フレア角が大きい場合であっても作業性の向上が図れ、船舶１０の製造コストを削減することが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では本発明をオイルタンカー等の肥大船に適用したが、これに限られず、同様の課題が生じている種々の船舶に本発明を適用することが可能である。

また、本実施形態では船舶１０の船首部２０が球状船首３４及びフレア状船首３６を有するものであったが、船首部２０がフレア状船首３６を有している種々の船舶に本発明を適用することが可能である。

また、本実施形態ではＣ≧６００ｍｍとしたが、Ｃ＜６００ｍｍとしてもよい。

本実施形態に係る船舶を示す側面図である。 本実施形態に係る船舶の船首を示す正面図である。 フレア部を構成している骨材の配置を展開した状態で示す平面図である。 船首近傍における上甲板を示す平面図である。 船首近傍における内部甲板を示す平面図である。 図４及び図５のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。 従来の船舶の船首を示す正面図である。

符号の説明

１０…船舶、１２…船体、２０…船首部、２６…上甲板、２８…内部甲板、３０…船首隔壁、３６…フレア状船首、３８…外板、４０…大形骨材、４２…小形骨材、５０…ガーダ。

Claims (4)

1. 上甲板と、該上甲板よりも下方で且つ船首部における船体内部に配置された内部甲板とを有し、前記船首部が、外形が前記内部甲板付近から上方に向かうにつれて外方に広がるフレア状船首を含んでいる船舶の船首構造であって、
   外板と、
   前記外板の内面と接合された複数の小形骨材と、
   前記小形骨材よりも高い剛性を有し、前記外板の内面及び前記小形骨材と接合された複数の大形骨材とを備え、
   前記大形骨材は、前記外板内面に沿って前記内部甲板から前記上甲板に向かう方向に延在しており、
   前記小形骨材は、前記外板の内面に沿って前記船体の後方から前記船首部に向かうように縦通している骨材とは別体となっており、前記大形骨材と交差する方向に延在していることを特徴とする船首構造。
2. 前記小形骨材は、平板状の第１板状部分、及び、前記第１板状部分に対して略垂直となるように前記第１板状部材の端部に配置された平板状の第２板状部分を有しており、
   前記第１板状部分は、前記外板に対して略垂直となるように前記外板の内面と接合されていることを特徴とする請求項１に記載された船首構造。
3. 前記内部甲板の下面に前記船首部から船尾部に向かう方向に延在するガーダが複数設けられており、
   前記船体の長手方向に沿って延びる中心線に垂直で且つ前記複数のガーダのうち後端が最も前記船尾部側に位置するガーダの後端を含む仮想平面よりも前記船首部側に含まれる前記外板の前記上甲板に対応する位置における外周長さをＡ、前記仮想平面よりも前記船首部側に含まれる前記外板の前記内部甲板に対応する位置における外周長さをＢとしたときにＡ／Ｂ≧１．５となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載された船首構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の船首構造を有することを特徴とする船舶。

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