特開 2025-20998 船舶

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025020998

(43)【公開日】2025-02-13

(54)【発明の名称】船舶

(51)【国際特許分類】

   B63H 9/067 20200101AFI20250205BHJP

   B63B 1/32 20060101ALI20250205BHJP

【ＦＩ】

B63H9/06 A

B63B1/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023124669

(22)【出願日】2023-07-31

(71)【出願人】

【識別番号】502055377

【氏名又は名称】商船三井テクノトレード株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000144049

【氏名又は名称】株式会社三井造船昭島研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000205535

【氏名又は名称】株式会社 商船三井

(71)【出願人】

【識別番号】000125369

【氏名又は名称】学校法人東海大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】池田 剛大

(72)【発明者】

【氏名】木村 圭佑

(72)【発明者】

【氏名】福田 紘大

(57)【要約】

【課題】 エアドラフトを抑制しつつ、良好な帆走性能を発揮することを可能にした船舶を提供する。
【解決手段】 船体１の上甲板３に少なくとも１枚の翼型の帆１０を備えた船舶において、帆１０は、垂直軸Ｘの廻りに回動自在であって水平断面において左右対称の流線形をなす翼本体１１を有し、翼本体１１の水平方向長さＬに対する翼本体１１の垂直方向長さＨの比からなるアスペクト比が２．０以下であり、翼本体１１の最大幅Ｗが水平方向長さＬの１２％～２５％の範囲にある。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

船体の上甲板に少なくとも１枚の翼型の帆を備えた船舶において、
前記帆は垂直軸の廻りに回動自在であって水平断面において左右対称の流線形をなす翼本体を有し、前記翼本体の水平方向長さに対する前記翼本体の垂直方向長さの比からなるアスペクト比が２．０以下であり、前記翼本体の最大幅が水平方向長さの１２％～２５％の範囲にあることを特徴とする船舶。

【請求項2】

前記翼本体は、水平方向の少なくとも１箇所に、厚さ方向に貫通するスリットを有することを特徴とする請求項１に記載の船舶。

【請求項3】

前記翼本体は、前記スリットで分断された複数の分割片を有し、これら分割片の少なくとも１つが他の分割片に対して水平方向に揺動自在に構成されることを特徴とする請求項２に記載の船舶。

【請求項4】

前記帆は、前記翼本体の上端に前記翼本体の幅方向に突き出した上部端板を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の船舶。

【請求項5】

前記翼本体は、その最前面に前記翼本体の前後方向の中心線に対して直交する平面からなるフラット部を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の船舶。

【請求項6】

前記船体の前方に位置する船首部と、該船首部に繋がる上甲板と、該上甲板の両側に位置して前記船首部に繋がる一対の船側部とを有する船舶において、
前記船首部は、前記船体の垂直断面において、前記船体の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第１輪郭線を形成し、前記船体の水平断面において、前記船体の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第２輪郭線を形成する湾曲面を有することを特徴とする請求項１に記載の船舶。

【請求項7】

前記船首部の湾曲面は、前記船体の横断面において、前記船体の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第３輪郭線を形成することを特徴とする請求項６に記載の船舶。

【請求項8】

前記船首部の湾曲面は、前記船体の中心線と平行であって前記中央垂直断面に対して傾斜する断面において、前記船体の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第４輪郭線を形成することを特徴とする請求項６に記載の船舶。

【請求項9】

前記上甲板と前記船側部の各々とを繋ぐガンネル部は、前記船体の横断面において、前記船体の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第５輪郭線を形成する湾曲面を有することを特徴とする請求項６に記載の船舶。

【請求項10】

前記上甲板は平面で構成されることを特徴とする請求項６～９のいずれかに記載の船舶。

【請求項11】

前記船首部は、その最前面に前記船舶の中心線に対して直交する平面からなるフラット部を有することを特徴とする請求項６～９のいずれかに記載の船舶。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、翼型の帆を備えた船舶に関し、更に詳しくは、エアドラフトを抑制しつつ、良好な帆走性能を発揮することを可能にした船舶に関する。

【背景技術】

【0002】

客船、貨客船、貨物船、自動車運搬船、タンカー等の船舶において、船体の水面下の部位にプロペラ及び舵を備えると共に、上甲板上の帆柱に翼型の帆を備えた船舶が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。このような帆を備えた船舶では、風がある場合に、帆柱を回転させて、風の相対的な向きに対して帆に迎え角を付けることにより、帆による推力を発生させることができる。

【0003】

しかしながら、帆を備えた船舶は、エアドラフト（水面から最高点までの距離）が大きくなるため、橋の下を通過する際に帆が干渉する恐れがある。このような帆の干渉を回避するには、例えば帆を折り畳み式とする必要があるが、その場合、帆の構造が複雑化するという欠点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６１－１８５９４号公報

【特許文献2】特開２０１４－１８４９３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、エアドラフトを抑制しつつ、良好な帆走性能を発揮することを可能にした船舶を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための本発明の船舶は、船体の上甲板に少なくとも１枚の翼型の帆を備えた船舶において、
前記帆は、垂直軸の廻りに回動自在であって水平断面において左右対称の流線形をなす翼本体を有し、前記翼本体の水平方向長さに対する前記翼本体の垂直方向長さの比からなるアスペクト比が２．０以下であり、前記翼本体の最大幅が水平方向長さの１２％～２５％の範囲にあることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明者は、船舶の帆の形状について鋭意研究した結果、特定の形状を有する翼型の帆はアスペクト比が小さい場合であっても、上甲板に沿って流れる風を効率的に捉えて良好な帆走性能を発揮することを知見し、本発明に至ったのである。

【0008】

即ち、本発明では、翼型の帆は、垂直軸の廻りに回動自在であって水平断面において左右対称の流線形をなす翼本体を有し、翼本体の水平方向長さに対する翼本体の垂直方向長さの比からなるアスペクト比が２．０以下であり、翼本体の最大幅が水平方向長さの１２％～２５％の範囲にあることにより、航行時に上甲板に沿って流れる風を捉えて揚力を発生させ、良好な帆走性能を発揮することができる。特に、海上での相対的な風は船自身の航行に起因する風と自然風との合力となり、自然風の速度が変化すると相対風向が変化する。そして、相対風向が目まぐるしく変化する状況下で、それに追従して帆の角度を変化させても、帆の角度が変わったときには相対風向が既に変わっている場合がある。これに対して、本発明者の知見によれば、翼本体の最大幅を水平方向長さの１２％～２５％の範囲として翼本体を太らせた構造とすることにより、相対風向の変化に対して揚力変化が生じ難くなり、翼本体のアスペクト比が小さい場合であっても、航行時に安定的に揚力を発生させることができる。しかも、翼本体のアスペクト比が２．０以下であるため、エアドラフトを抑制することができる。そのため、帆を折り畳み式とする必要がなく、帆の構造が複雑化するという問題も生じない。

【0009】

本発明において、翼本体は、水平方向の少なくとも１箇所に、厚さ方向に貫通するスリットを有することが好ましい。このようなスリットを翼本体に設けることにより、翼本体が風を受けた際に圧力側から背面側に風が抜けるので、背面側の失速を防止し、揚力を増大することができる。

【0010】

翼本体は、スリットで分断された複数の分割片を有し、これら分割片の少なくとも１つが他の分割片に対して水平方向に揺動自在に構成されることが好ましい。このように少なくとも１つの分割片が揺動自在に構成されることにより、翼本体に見掛け上のキャンバーを付与することが可能となり、揚力を増大することができる。

【0011】

帆は、翼本体の上端に翼本体の幅方向に突き出した上部端板を有することが好ましい。アスペクト比が小さい翼本体の上方を通って風が圧力側から背面側へ回り込む恐れがあるが、上部端板を設置することにより、そのような風の廻り込みを抑制し、揚力を増大することができる。

【0012】

翼本体は、その最前面に翼本体の前後方向の中心線に対して直交する平面からなるフラット部を有することが好ましい。このようなフラット部は斜め向かい風を受けた際に風の導入部として働いて翼本体の見掛け上のキャンバーとして機能するので、揚力の増大に寄与する。

【0013】

本発明においては、上述した翼型の帆に基づく揚力を最大限に発揮するために、船体の形状も最適化されるべきである。即ち、船体の前方に位置する船首部と、該船首部に繋がる上甲板と、該上甲板の両側に位置して船首部に繋がる一対の船側部とを有する船舶において、船首部は、船体の垂直断面において、船体の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第１輪郭線を形成し、船体の水平断面において、船体の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第２輪郭線を形成する湾曲面を有することが好ましい。船首部が上述の湾曲面を有することにより、航行時に受ける風を船体に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板に貼り付かせて帆に基づく揚力を最大限に発揮することができる。これにより、良好な帆走性能を得ることができる。また、船首部が上述の湾曲面を有することにより、風の流れにおける風下側の剥離や渦の発生を低減することができるので、斜め向かい風に対する風圧抵抗を効果的に低減することができる。更には、上述のクロソイド曲線を含む湾曲面を有する船首部を設けた場合、上甲板上の風を増速することができる。その結果、正面風の時には有効な抵抗削減効果をもたらし、斜め向かい風や横風を受けた際に、その風圧を最大限に推力に変換することができる。

【0014】

本発明において、船首部の湾曲面は、船体の横断面において、船体の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第３輪郭線を形成することが好ましい。また、船首部の湾曲面は、船体の中心線と平行であって垂直断面に対して傾斜する断面において、船体の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第４輪郭線を形成することが好ましい。これにより、航行時に受ける風を船体に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板に貼り付かせて帆に基づく揚力を最大限に発揮することに加えて、斜め向かい風に対する風圧抵抗をより効果的に低減することができる。更に、斜め向かい風や横風を受けた際には、上甲板上の風が増速することにより、風下側への淀みがなくなって抵抗が減り、その結果、風力を最大限に推力に変換することができる。

【0015】

上甲板と船側部の各々とを繋ぐガンネル部は、船体の横断面において、船体の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第５輪郭線を形成する湾曲面を有することが好ましい。これにより、航行時に受ける風を船体に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板に貼り付かせて帆に基づく揚力を最大限に発揮することに加えて、風の流れにおける風下側の剥離や渦の発生を低減し、横風や斜め向かい風に対する風圧抵抗を効果的に低減することができる。また、上述のクロソイド曲線を含む湾曲面を有する船首部と共に上述のクロソイド曲線を有するガンネル部を設けた場合、数値流体力学（ＣＦＤ）に基づく計算によれば、斜め向かい風や横風を受けた際の上甲板上の風を、船に入ってくる相対風速（自船の速度と自然風の合力）に対して約２割増速することができる。その結果、斜め向かい風や横風を受けた際には、その風力を最大限に推力に変換することができる。

【0016】

上甲板は平面で構成されることが好ましい。これにより、航行時に受ける風を船体に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板に貼り付かせて帆に基づく揚力を最大限に発揮することに加えて、風の流れにおける風下側の剥離や渦の発生を低減し、横風や斜め向かい風に対する風圧抵抗を効果的に低減することができる。

【0017】

船首部は、その最前面に船舶の中心線に対して直交する平面からなるフラット部を有することが好ましい。このようなフラット部は斜め向かい風を受けた際に風の導入部として働いて翼の見掛け上のキャンバーとして機能するので、推力の増大に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態からなる船舶を示す前方斜視図である。

【図2】図１の船舶を示す側面図である。

【図3】図１の船舶に搭載される翼型の帆の一例を示し、（ａ）は前方斜視図であり、（ｂ）は平面図である。

【図4】図１の船舶に対する風の流れを示す前方斜視図である。

【図5】翼型の帆の変形例を示し、（ａ）は前方斜視図であり、（ｂ）は平面図である。

【図6】翼型の帆の他の変形例を示し、（ａ）は前方斜視図であり、（ｂ）は平面図である。

【図7】翼型の帆の更に他の変形例を示し、（ａ）は前方斜視図であり、（ｂ）は平面図である。

【図8】翼型の帆を屈曲させた状態を示す平面図である。

【図9】フラット部を備えた翼型の帆を示す平面図である。

【図10】図１の船舶の各部における輪郭線を示す斜視図である。

【図11】船体の垂直断面における船首部の第１輪郭線を示す断面図である。

【図12】船体の水平断面における船首部の第２輪郭線を示す断面図である。

【図13】船体の横断面における船首部の第３輪郭線を示す断面図である。

【図14】船体の中心線と平行であって垂直断面に対して傾斜する断面における船首部の第４輪郭線を示す断面図である。

【図15】船体の横断面におけるガンネル部の第５輪郭線を示す断面図である。

【図16】本発明の他の実施形態からなる船舶を示す前方斜視図である。

【図17】本発明の更に他の実施形態からなる船舶を示す前方斜視図である。

【図18】図１７の船舶を示す側面図である。

【図19】図１７の船舶の各部における輪郭線を示す斜視図である。

【図20】船首部において生じる推力を示し、（ａ）は船首部がフラット部を持たない場合の平面図であり、（ｂ）は船首部がフラット部を有する場合の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１～図２は本発明の実施形態からなる船舶を示し、図３はその船舶に搭載される翼型の帆の一例を示すものである。なお、図１～図２に示す船舶は自動車運搬船（自動車専用船）を例示するものであるが、本発明は所定の要件を満足するものであれば、その用途が特に限定されるものではなく、客船やフェリー等への適用も可能である。

【0020】

図１及び図２に示すように、本実施形態の船舶は、全長が例えば４０ｍ～４００ｍの範囲にある船体１から構成されている。船体１は、その前方に位置する船首部２と、船首部２から連続する上甲板３と、上甲板３の両側に位置して船首部２から連続する一対の船側部４，４とを有している。

【0021】

船体１は、船首から船尾にわたって、自動車を固定して搬送するために、その内部に階層構造を有する複数の甲板（不図示）を備えている。また、船体１の船尾には、自動車の荷役を行うためのランプウェイ用の開口部とその扉（不図示）が設けられている。上甲板３上には、煙突５等が配設されているが、船橋や居住区等の船楼は設置されていない。この船舶では、船橋（不図示）や居住区（不図示）が上甲板３よりも下側に配設され、上甲板３上からは突出した構造物が可及的に排除されている。船体１の船尾側の下部には、図２に示すように、プロペラ６と舵７が配設されている。ここでは１軸１舵となっているが、これに限定されることはなく、２軸２舵のような多軸船であっても良い。

【0022】

上述のように構成される船舶において、船体１の上甲板３には少なくとも１枚の翼型の帆１０が設置されている。図１及び図２においては４枚の帆１０が描写されているが、上甲板３には例えば３～４枚の帆１０が設置されることが望ましい。

【0023】

図３（ａ），（ｂ）に示すように、翼型の帆１０は、垂直軸Ｘの廻りに回動自在であって水平断面において左右対称の流線形をなす翼本体１１を有している。翼本体１１を含む帆１０は、鉄鋼やステンレス鋼やアルミニウム合金のような金属材料等の材料又は炭素繊維補強プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維補強プラスチック等の繊維強化複合材料で構成される剛体である。翼本体１１の水平方向長さＬに対する翼本体１１の垂直方向長さＨの比（Ｈ／Ｌ）からなるアスペクト比は２．０以下に設定され、より好ましくは、０．５以上１．０以下に設定されている。翼本体１１の高さＨは特に限定されるものではないが、例えば、５ｍ～２０ｍの範囲に設定されている。翼本体１１の最大幅Ｗは水平方向長さＬの１２％～２５％の範囲に設定されている。

【0024】

上述のように構成される船舶では、翼型の帆１０は、垂直軸Ｘの廻りに回動自在であって水平断面において左右対称の流線形をなす翼本体１１を有し、この翼本体１１は最大幅Ｗが水平方向長さＬの１２％～２５％の範囲にある太らせた構造を有しているので、航行時に風向きが変化して帆１０へのアタックアングルが変わっても安定的に揚力を発生させ、良好な帆走性能を発揮することができる。しかも、翼本体１１のアスペクト比は２．０以下であるため、エアドラフトを抑制することができる。そのため、帆１０を折り畳み式とする必要がなく、帆１０の構造の複雑化を回避することができる。ここで、翼本体１１の最大幅Ｗが上記範囲から外れると、揚力の発生が不十分になる。また、翼本体１１のアスペクト比が２．０超であるとエアドラフトの抑制が困難になる。

【0025】

上述した船舶において、図５（ａ），（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）又は図７（ａ），（ｂ）に示すように、翼本体１１は、水平方向の少なくとも１箇所に翼本体１１の厚さ方向に貫通するスリット１２を有し、これらスリット１２で分断された複数の分割片１３を有していると良い。このようなスリット１２を翼本体１１に設けることにより、翼本体１１が風を受けた際に圧力側から背面側に風が抜けるので、背面側の失速を防止し、揚力を増大することができる。スリット１２を設けるにあたって、翼本体１１の平面視において、スリット１２の中心線は翼本体１１の幅方向に延びる直線又は翼本体１１の前方に向かって凸となる円弧とすることができる。円弧の場合、スリット１２の中心線の位置における翼本体１１の幅Ｂに対して、円弧の曲率半径をＢ／２以上とすれば良い。このような形状を有するスリット１２は、翼本体１１が風を受けた際に圧力側から背面側に風が抜けるのを適度に許容する。

【0026】

図７（ａ），（ｂ）に示すように、帆１０は、翼本体１１の上端に翼本体１１の幅方向に突き出した上部端板１４を有していると良い。翼本体１１はアスペクト比が小さいため、翼本体１１の上方を通って風が圧力側から背面側へ回り込む恐れがある。しかしながら、翼本体１１の上端に上部端板１４を設置することにより、そのような風の廻り込みを抑制し、揚力を増大することができる。

【0027】

上述のように翼本体１１がスリット１２で分断された複数の分割片１３を有する場合、これら分割片１３の少なくとも１つが他の分割片１３に対して水平方向に揺動自在に構成されていると良い。例えば、図８においては、翼本体１１がスリット１２で分断された複数の分割片１３ａ，１３ｂ，１３ｃを有する場合に、中央に位置する分割片１３ｂに対して両側の分割片１３ａ，１３ｃが水平方向に揺動自在に構成されている。このように少なくとも１つの分割片１３が揺動自在に構成されることにより、翼本体１１に見掛け上のキャンバーを付与することが可能となり、揚力を増大することができる。例えば、前方キャンバー角度α及び後方キャンバー角度βはそれぞれ例えば±１０°以内の範囲に設定することができる。また、図８では分割片１３ａ，１３ｃの揺動軸が翼本体１１の回転軸となる垂直軸Ｘと一致しているが、これらは必ずしも一致する必要はない。

【0028】

翼本体１１は、横断面において（図５（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）の平面視形状は横断面形状に対応する）、その前方輪郭線Ｃｆが左右対称の流線形をなしている。これにより、翼本体１１の前縁で受ける風を翼本体１１に沿ってスムーズに誘導し、揚力を増大することができる。

【0029】

特に、翼本体１１は、図９に示すように、その最前面に翼本体１１の前後方向の中心線に対して直交する平面からなるフラット部１５を有することが好ましい。このようなフラット部１５は斜め向かい風を受けた際に風の導入部として働いて翼本体１１の見掛け上のキャンバーとして機能するので、揚力の増大に寄与する。なお、フラット部１５の幅Ｗｆは翼本体１１の最大幅Ｗの１／３以下とすることが望ましい。

【0030】

上述のように構成される船舶において、翼型の帆１０に基づく揚力を最大限に発揮するために、船体１の形状も最適化されている。即ち、図１０に示すように、船首部２は湾曲面を有している。この船首部２の湾曲面は、船体１の垂直断面Ｐ１において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第１輪郭線Ｃ１（図１１参照）を形成し、船体１の水平断面Ｐ２において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第２輪郭線Ｃ２（図１２参照）を形成している。更に、船首部２の湾曲面は、船体１の横断面Ｐ３において、船体１の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第３輪郭線Ｃ３（図１３参照）を形成している。また、船首部２の湾曲面は、船体１の中心線ＣＬと平行であって垂直断面Ｐ１に対して傾斜する断面Ｐ４において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第４輪郭線Ｃ４（図１４参照）を形成している。船体１の中心線ＣＬとは、船体１の幅方向の中心位置において船体１の長手方向（水平方向）に沿って延びる仮想線である。

【0031】

クロソイド曲線とは、曲率を一定割合で変化させていった場合に描かれる軌跡である。船体１の垂直断面Ｐ１における船首部２の第１輪郭線Ｃ１は、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を連続的又は断続的に含み、好ましくは上記クロソイド曲線を連続的に含んでいる。そのため、第１輪郭線Ｃ１の曲率半径Ｒ１１～Ｒ１３は船体１の後方側に向かって順次大きくなり、第１輪郭線Ｃ１が上甲板３に対して滑らかに接続されている。同様に、船体１の水平断面Ｐ２における船首部２の第２輪郭線Ｃ２は、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を連続的又は断続的に含み、好ましくは上記クロソイド曲線を連続的に含んでいる。そのため、第２輪郭線Ｃ２の曲率半径Ｒ２１～Ｒ２３は船体１の後方側に向かって順次大きくなり、第２輪郭線Ｃ２が船側部４に対して滑らかに接続されている。船体１の横断面Ｐ３における船首部２の第３輪郭線Ｃ３は、船体１の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を連続的又は断続的に含み、好ましくは上記クロソイド曲線を連続的に含んでいる。そのため、第３輪郭線Ｃ３の曲率半径Ｒ３１～Ｒ３３は船体１の幅方向内側に向かって順次大きくなっている。船体１の中心線ＣＬと平行であって垂直断面Ｐ１に対して傾斜する断面Ｐ４における船首部２の第４輪郭線Ｃ４は、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を連続的又は断続的に含み、好ましくは上記クロソイド曲線を連続的に含んでいる。そのため、第４輪郭線Ｃ４の曲率半径Ｒ４１～Ｒ４３は船体１の後方側に向かって順次大きくなり、第４輪郭線Ｃ４が上甲板３又は船側部４に対して滑らかに接続されている。

【0032】

また、上述のように構成される船舶において、上甲板３と船側部４の各々とを繋ぐガンネル部８は湾曲面を有している。ガンネル部８の湾曲面は、船体１の横断面Ｐ５において、船体１の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第４輪郭線Ｃ５（図１５参照）を形成している。つまり、船体１の横断面Ｐ５におけるガンネル部８の第５輪郭線Ｃ５は、船体１の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を連続的又は断続的に含み、好ましくは上記クロソイド曲線を連続的に含んでいる。そのため、第５輪郭線Ｃ５の曲率半径Ｒ５１～Ｒ５３は船体１の幅方向内側に向かって順次大きくなり、第５輪郭線Ｃ５が上甲板３に対して滑らかに接続されている。

【0033】

上述した船舶によれば、船首部２は、船体１の垂直断面Ｐ１において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第１輪郭線Ｃ１を形成し、船体１の水平断面Ｐ２において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第２輪郭線Ｃ２を形成する湾曲面を有しているので、図４に示すように、航行時に受ける風を船体１に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板３に貼り付かせて帆１０に基づく揚力を最大限に発揮することができる。これにより、良好な帆走性能を得ることができる。また、船首部２が上述の湾曲面を有することにより、風の流れにおける風下側の剥離や渦の発生を低減することができるので、斜め向かい風に対する風圧抵抗を効果的に低減し、更には、斜め向かい風を受けた際に、その風圧を最大限に推力に変換することができる。その結果、船舶の運航において、燃費を改善し、省エネルギー化を図ることができる。

【0034】

また、上述した船舶において、船首部２の湾曲面は、船体１の横断面Ｐ３において、船体１の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第３輪郭線Ｃ３を形成することが望ましい。この場合、航行時に受ける風を船体１に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板３に貼り付かせて帆１０に基づく揚力を最大限に発揮することに加えて、斜め向かい風に対する風圧抵抗をより効果的に低減することができる。また、船首部２の湾曲面は、船体１の中心線ＣＬと平行であって垂直断面Ｐ１に対して傾斜する断面Ｐ４において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第４輪郭線Ｃ４を形成することが望ましい。この場合、航行時に受ける風を船体１に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板３に貼り付かせて帆１０に基づく揚力を最大限に発揮することに加えて、斜め向かい風に対する風圧抵抗をより効果的に低減することができる。

【0035】

更に、上述した船舶において、上甲板３と船側部４の各々とを繋ぐガンネル部８は、船体１の横断面Ｐ５において、船体１の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第５輪郭線Ｃ５を形成する湾曲面を有することが望ましい。この場合、航行時に受ける風を船体１に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板３に貼り付かせて帆１０に基づく揚力を最大限に発揮することに加えて、風の流れにおける風下側の剥離や渦の発生を低減し、横風や斜め向かい風に対する風圧抵抗を効果的に低減することができる。

【0036】

また、上述した船舶において、上甲板３は水平方向に延びる平面で構成されることが望ましい。この場合、航行時に受ける風を船体１に沿ってスムーズに誘導し、風の流れを上甲板３に貼り付かせて帆１０に基づく揚力を最大限に発揮することに加えて、風の流れにおける風下側の剥離や渦の発生を低減し、横風や斜め向かい風に対する風圧抵抗を効果的に低減することができる。上甲板３は可及的に平面で構成されることが望ましいが、煙突５等の最小限の突起物を設けることは許容される。例えば、上甲板３の総面積（船首部２及びガンネル部８の各々の湾曲部や隅切部を除く）に占める平面部分の面積の比率が９０％以上であれば良い。

【0037】

図１６は本発明の他の実施形態からなる船舶を示すものである。図１６において、図１～図２と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。本実施形態の船舶では、上甲板３と船側部４の各々とを繋ぐガンネル部８は、帆１０に対応する位置に窪み部１６を有している。帆１０に対応する位置とは、船体１の前後方向において帆１０と重なる位置である。図１６では、複数枚の帆１０に対応する位置に複数の窪み部１６が配設されている。このような窪み部１６を設けた場合、航行時に斜め向かい風を受けた際に帆１０の位置に高速の風が流入するようになるため、帆１０に基づく揚力を最大限に発揮することができる。

【0038】

図１７～図１９は本発明の更に他の実施形態からなる船舶を示すものである。図１７～図１９において、図１～図２と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。本実施形態の船舶では、船首部２は、船体１の垂直断面Ｐ１において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第１輪郭線Ｃ１を形成し、船体１の水平断面Ｐ２において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第２輪郭線Ｃ２を形成し、船体１の横断面Ｐ３において、船体１の幅方向外側から内側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第３輪郭線Ｃ３を形成し、船体１の中心線ＣＬと平行であって垂直断面Ｐ１に対して傾斜する断面Ｐ４において、船体１の前方側から後方側に向かって曲率半径が増加するクロソイド曲線を含む第４輪郭線Ｃ４を形成する湾曲面を有するという条件を満たすものの、船首部２の形状が前述した実施形態とは若干相違している。

【0039】

特に、船首部２は、その最前面に船舶１の中心線ＣＬに対して直交する平面からなるフラット部９を備えている。このようなフラット部９を設けた場合、船舶１が斜め向かい風を受けた際にフラット部９が風の導入部として働いて翼の見掛け上のキャンバーとして機能するので、推力を増大させることができる。即ち、図２０（ａ）のように船首部２がフラット部９を持たない場合に比べて、図２０（ｂ）のように船首部２がフラット部９を有する場合、フラット部９が風下に向かって風を誘導する際に翼の見掛け上のキャンバーとして機能するので、より大きな推力Ｆを得ることができる。このような効果は左右両側から流入する風に対して生じる。なお、フラット部９の幅は船体１の全幅の１／３以下とすることが望ましい。

【0040】

フラット部９の面積は、船舶の常用速力に応じて調整することができる。例えば、横風を受ける頻度が少なくなる船速の速い船舶の場合、フラット部９を小さくするか、或いはフラット部９を設けない構造（図１参照）とする。一方、横風を受ける頻度が多くなる船速の遅い船舶の場合、フラット部９を大きくした構造（図１７参照）とする。

【符号の説明】

【0041】

１ 船体
２ 船首部
３ 上甲板
４ 船側部
５ 煙突
６ プロペラ
７ 舵
８ ガンネル部
９ フラット部
１０ 帆
１１ 翼本体
１２ スリット
１３ 分割片
１４ 上部端板
１５ フラット部
Ｃ１ 第１輪郭線
Ｃ２ 第２輪郭線
Ｃ３ 第３輪郭線
Ｃ４ 第４輪郭線
Ｃ５ 第５輪郭線
Ｃｆ 前方輪郭線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】