JP5297152B2 - 船舶居室構造 - Google Patents

Description

本発明は、船舶において居室の振動を低減するための船舶居室構造に関するものである。

フェリーや旅客船などの船舶では、推進器および推進器を駆動する原動機などによる振動や騒音が居室に伝わることを低減する工夫がなされている。従来、例えば、特許文献１に示される船舶居室構造（居住区室支持構造）では、垂直および水平の居住区構成部材で構成された居住区内に、この居住区とは独立して構成された居住区室（居室区画）を収納し、この居住区室の荷重が弾性部材を介して水平居住区構成部材に支持されている。また、例えば、特許文献２に示される船舶居室構造（防振支持型船内居室構造）では、船内構成材で仕切られた船内区画の内部に、内装板材で形成された居室（居室区画）を備え、この居室が弾性変形可能な屈曲部を有する防振材により船内区画に支持されている。

特開昭６１−１４６９７６号公報 実開昭６１−１０３２８９号公報

しかし、船舶において居室区画に伝わる振動は、主に上下振動であり、従来の居室区画を支持する支持構造は、弾性力を付与する部分で居室区画の荷重を支持している。このため、居室区画の荷重により支持構造の弾性力が抑えられて剛性が増すので、防振される居室区画の固有振動数の下限が決まってしまう。これにより、１００Ｈｚ以上の可聴域の振動や騒音については振動を低減できるものの、固有振動数の下限よりも下回る１０Ｈｚ付近の振動については低減効果が得られない。

本発明は上述した課題を解決するものであり、居室に伝わる振動を低減することのできる船舶居室構造を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の船舶居室構造では、船体上に固定された構造体と、居室のフレームを構成するとともに前記構造体から水平方向に沿って延出して片持ち梁状に設けられ、かつ延出長さが前記船体の外形の範囲内とされた居室区画とを備え、前記構造体により前記居室区画の重量を支持しつつ前記居室区画自体により当該居室区画の振動を抑制する振動伝達率１以下の振動低減域により１０Ｈｚの振動を減衰させ得るように前記居室区画に生じる固有振動数を引き下げることを特徴とする。

この船舶居室構造によれば、居室区画が、ひさし状に張り出すことでその荷重が構造体で支持され、延出端側が何れにも固定されないので、振動を低減する作用が居室区画自体に生じる。このため、重量を支持する部分と、振動を低減する部分とが分離され、従来のように振動を低減するための弾性力を付与する部分で居室区画の重量を支持する支持構造と比較して、防振する居室区画の固有振動数の下限を引き下げることができる。この結果、１００Ｈｚ以上の可聴域の振動や騒音に加え、さらに下限の１０Ｈｚ付近の振動についても低減できる。

また、本発明の船舶居室構造では、前記居室区画の延出端側の底部に設けられた浮体と、前記浮体を液体に浮遊させる浮体受部とを有する支持手段を備えたことを特徴する。

この船舶居室構造によれば、液体に浮遊された浮体により、居室区画の延出端側を支持することで、振動低減効果を維持しつつ、居室区画の静的撓みを抑えられる。しかも、浮体が居室区画に伴って振動した場合、浮体の周囲の液体が浮体と共に振動して付加水重量が生じる。このため、付加水重量が浮体を介して居室区画の振動重量を増加せしめ、居室区画の固有振動数の下限をさらに引き下げることができる。

また、本発明の船舶居室構造では、前記支持手段の浮体受部は、前記液体を収容する容器を有しており、前記容器の内部には、前記液体の流動抵抗となる抵抗部材が配設されていることを特徴とする。

この船舶居室構造によれば、抵抗部材により、液体の流動に抵抗が生じるので、浮体を介して居室区画の上下方向の振動を減衰させる。このため、居室区画の固有振動が抑制され、固有振動自体のピークを下げることができる。

また、本発明の船舶居室構造では、前記支持手段の浮体は、前記液体に浸る部位の周囲に突出する突起部が設けられていることを特徴とする。

この船舶居室構造によれば、突起部により付加水重量をさらに付与できる。

また、本発明の船舶居室構造では、前記構造体は、船内通路をなす通路区画からなり、前記居室区画は、前記通路区画から延出して片持ち梁状に設けられていることを特徴とする。

この船舶居室構造によれば、居室区画を支持する構造体として船内の構造上必要な通路区画を用いたことで、居室区画を支持する構造体を新たに船体に備えることがないので船舶の重量の増加を防げる。しかも、船内通路と居室との繋がりを一連に構成でき、船内通路と居室と間の通行を円滑にできる。

本発明によれば、船舶の居室に伝わる振動を低減できる。

以下に、本発明にかかる船舶居室構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる船舶居室構造が適用された船舶の概略正面図、図２は、本発明の実施の形態１にかかる船舶居室構造による振動低減効果を示す図である。

船舶１としては、フェリーや旅客船などがある。船舶１は、船体１１の上部に居室区画２が配置されている。居室区画２は、居室のフレームを構成するもので、例えば矩形状の枠体をなし、その側部に周壁が設けられ、上部に天井が設けられ、下部に床が設けられ、内部に仕切壁が設けられる。居室区画２は、本実施の形態では、上下２層に構成されており、上層居室区画２１と、下層居室区画２２とを有している。本実施の形態で特徴となる居室区画は、上層居室区画２１である。なお、居室区画２は、下層居室区画２２を有さず上層居室区画２１のみを有していてもよい。

上層居室区画２１は、船体１１の上部に固定された下層居室区画２２の上部に配設されている。なお、下層居室区画２２を有さない場合、上層居室区画２１は、船体１１の上部に配設される。この上層居室区画２１は、船体１１に固定された構造体から水平方向に沿って延出して片持ち梁状に設けられている。船体１１に固定された構造体とは、下層居室区画２２から上方に延出して設けられた鋼材などの船体１１の骨格となるもので、本実施の形態では上層居室区画２１に通じる船内通路３１をなす通路区画３が構造体として適用されている。通路区画３は、下層居室区画２２の上部（または船体１１の上部）に固定されている。この通路区画３に対し、上層居室区画２１は、一端側２１ａが通路区画３に固定され、他端側２１ｂが船体１１の舷側方に延びて何れにも固定されない自由端となって、片持ち梁状に設けられている。上層居室区画２１は、１つの居室を単位として片持ち梁状に設けられていてもよく、または複数の居室を単位として片持ち梁状に設けられていてもよい。また、上層居室区画２１は、軽量化を図るためにアルミニウムで構成することが好ましいが、鋼材で構成してもよい。

図１に示すように、通路区画３は、船体１１の正面視の中心Ｓ上に配置され、この通路区画３から船体１１の両舷側に延びるように上層居室区画２１が設けられている。両舷側に延びる上層居室区画２１は、延出された他端側２１ｂに窓を設けることで、眺望の優れた居室が得られる。なお、上層居室区画２１の配置は、図１に示す構成に限らず、図には明示しないが、例えば、通路区画３が船体１１の一方の舷側に配置され、この通路区画３から船体１１の多方の舷側に延びるように上層居室区画２１が設けられていてもよい。また、図には明示しないが、例えば、通路区画３から船体１１の船首側や船尾側に延びるように上層居室区画２１が設けられていてもよい。

このように構成された船舶居室構造では、居室のフレームを構成する上層居室区画（居室区画）２１を、船体１１に固定された構造材である通路区画３から水平方向に沿って延出させて片持ち梁状に設けてある。ひさし状に張り出す上層居室区画２１は、その荷重が一端側２１ａの通路区画３で支持され、延出された他端側２１ｂが何れにも固定されないため、振動を低減する作用が上層居室区画２１自体に生じる。このため、重量を支持する部分と、振動を低減する部分とが分離されるので、従来のように振動を低減するための弾性力を付与する部分で居室区画の重量を支持する支持構造と比較して、防振する上層居室区画２１の固有振動数の下限を引き下げることができる。この結果、１００Ｈｚ以上の可聴域の振動や騒音に加え、さらに下限の１０Ｈｚ付近の振動についても低減することが可能になる。

これを、図２の振動低減効果を示す図を参照して具体的に説明する。図２において、振動伝達率は、［上層居室区画側振動／船体側振動］であり、振動伝達率の１以下の範囲が上層居室区画の振動を抑制した場合の振動低減域となる。従来では、弾性力を付与する部分で居室区画の重量を支持するため、居室区画の固有振動数に下限が生じ、この固有振動数の下限よりも下回る１０Ｈｚ付近の振動については低減効果が得られない。これに対し、本実施の形態にかかる船舶居室構造では、上層居室区画２１を片持ち梁状に設け、上層居室区画２１の固有振動数の下限を引き下げたことから、振動を低減したい対象振動数範囲（１０Ｈｚ付近）の振動をも低減できる。

なお、振動低減効果は、上層居室区画２１の延出長さを選択することにより適宜設定することが可能である。振動低減効果が得られる上層居室区画２１の延出長さとしては、５ｍ程度が好ましい。また、振動低減効果は、上層居室区画２１の重量を選択することにより適宜設定することが可能である。また、上層居室区画２１の他端側２１ｂに重りを設けて振動低減効果を設定することも可能である。

また、本実施の形態の船舶居室構造では、上層居室区画２１は、船内通路３１をなす通路区画３から延出する態様で片持ち梁状に設けられている。かかる構成によれば、上層居室区画２１を支持する構造体として船内の構造上必要な通路区画３を用いたことで、上層居室区画２１を支持する構造体を新たに船体１１に備えないので船舶１の重量増加を防ぐことが可能である。しかも、船内通路３１と居室との繋がりを一連に構成することができ、船内通路３１と居室と間の通行を円滑にすることが可能である。従来では、船内通路３１と居室とが構成上分離されているので、船内通路３１と居室と間に隙間が生じて通行し難い。

［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２にかかる船舶居室構造の概略図、図４は、本発明の実施の形態２にかかる船舶居室構造による振動低減効果を示す図、図５および図６は、本発明の実施の形態２にかかる浮体の他の構成を示す概略図である。なお、以下に説明する実施の形態２において、上述した実施の形態１と同一部分には、同一符号を付し、説明を省略する。

実施の形態２の船舶居室構造では、実施の形態１の船舶居室構造に加え、支持手段４を備えている。支持手段４は、浮体４１と浮体受部４２とを有している。浮体４１は、上層居室区画２１の延出端側である他端側２１ｂの底部に設けられ、下方に延出し、かつ内部が中空に形成された剛体からなる。浮体受部４２は、液体４３を収容する容器４４を有している。この容器４４は、その内部に浮体４１が挿通されるように、船体１１の上部に固定された下層居室区画２２の上部に固定されている。なお、下層居室区画２２を有さない場合、容器４４は、船体１１の上部に固定される。そして、浮体受部４２は、容器４４に収容した液体４３に浮体４１を浮遊させる。このとき、浮体４１と容器４４とが接触しないようにする。液体４３としては、水が適用されるが、浮体４１を浮遊させるものであれば限定はない。

また、容器４４は、上部に開口が設けられており、液体４３の補充や交換を行えるように構成されている。さらに、容器４４の底部近傍に、液体４３を抜くための排水口および排水口を塞ぐ栓を設ければ、液体４３の交換が容易となる。この容器４４の上部には、開口を塞ぐようにカバー部材４４ａが設けられている。カバー部材４４ａは、液体４３が開口から漏れる事態を防ぐと共に、液体４３の蒸発を防ぐものである。また、カバー部材４４ａは、浮体４１と接触しないように浮体４１との間に隙間４４ｂを設け、浮体４１の振動を阻害しないように構成する。さらに、カバー部材４４ａと浮体４１との間の隙間４４ｂに、変形できるシール部材（図示せず）を設けることで、液体４３の漏れや蒸発をより防ぎつつ、浮体４１の振動を阻害しないように構成できる。なお、シール部材を設ける場合、容器４４の内部を気密構造としないようにカバー部材４４ａに通気孔（図示せず）を設ける。気密構造とした場合、容器４４内に密閉された気体が浮体４１の振動により圧縮されて、浮体４１の振動を増幅させることになるからである。

このように構成された船舶居室構造は、居室のフレームを構成する上層居室区画（居室区画）２１を、船体１１に固定された通路区画３から水平方向に沿って延出して片持ち梁状に設けたものであり、かつ上層居室区画２１の延出した他端側２１ｂの底部に設けられた浮体４１と、浮体４１を液体４３に浮遊させる浮体受部４２とを有する支持手段４を備えている。

かかる構成によれば、液体４３に浮遊された浮体４１により、ひさし状に張り出す上層居室区画２１の延出した延出端側である他端側２１ｂを支持することで、上述の振動低減効果を維持しつつ、上層居室区画２１の静的撓みを抑えることが可能である。

しかも、浮体４１が上層居室区画２１に伴って振動した場合、浮体４１の周囲の液体４３が浮体４１と共に振動して付加水重量Ｇが生じる。このため、付加水重量Ｇが浮体４１を介して上層居室区画２１の振動重量を増加せしめ、上層居室区画２１の固有振動数の下限をさらに引き下げることができる。なお、付加水重量Ｇは、浮体４１の下端を容器４４の底に近づけるほど大きくなるので、浮体４１の下方への延出長さを選択することにより付加水重量Ｇを適宜設定することが可能である。

これを、図４の振動低減効果を示す図を参照して具体的に説明する。図４において、一点鎖線は、上述した実施の形態１における上層居室区画２１の固有振動数を示し、実線は、本実施の形態２における上層居室区画２１の固有振動数を示す。この図４に示すように、実施の形態１と比較した場合、付加水重量Ｇにより、上層居室区画２１の固有振動数の下限がさらに引き下げられることから、振動を低減したい対象振動数範囲（１０Ｈｚ付近）において、振動低減域が広くなるので、さらに振動低減効果を得ることが可能になる。

また、本実施の形態の船舶居室構造では、支持手段４の浮体受部４２は、液体４３の流動抵抗となる抵抗部材４５が液体４３内に配設されている。抵抗部材４５は、上記付加水重量Ｇを生じさせるため液体４３の流動を許容しつつ、この液体４３の流動の抵抗となるもので、金網、パンチング加工が施されたパンチング板、複数の線材または複数の板材などからなる。この抵抗部材４５は、浮体４１が上下方向の振動に伴う液体４３の上下方向の流動に抵抗を生じさせるため、水平方向に沿って配置することが好ましい。

かかる構成によれば、抵抗部材４５により、液体４３の流動に抵抗が生じるので、浮体４１を介して上層居室区画２１の上下方向の振動を減衰させる。このため、図４に示すように、上層居室区画２１の固有振動が抑制され、固有振動自体のピークを下げることができる。

また、本実施の形態の船舶居室構造では、図５に示すように、支持手段４の浮体４１は、浮体受部４２の液体４３に浸る部位の周囲に突出する突起部４１ａが設けられている。なお、突起部４１ａは、内部が中空に形成された剛体として構成されていてもよい。この場合、浮体４１の浮力を向上できる。また、突起部４１ａの内部を中空に形成する場合、突起部４１ａの内部と浮体４１の内部とは、連通していても連通していなくてもよい。

かかる構成によれば、突起部４１ａにより付加水重量Ｇをさらに付与することが可能になる。なお、付加水重量Ｇは、突起部４１ａの突出長さを大きくするほど大きくなるので、突起部４１ａの突出長さを選択することにより付加水重量Ｇを適宜設定することが可能である。

さらに、図６に示すように、突起部４１ａを複数設けることで、付加水重量Ｇをさらに付与することが可能になる。すなわち、突起部４１ａの数を選択することにより付加水重量Ｇを適宜設定することが可能である。

以上のように、本発明にかかる船舶居室構造は、居室に伝わる振動を低減することに適している。

本発明の実施の形態１にかかる船舶居室構造が適用された船舶の概略正面図である。 本発明の実施の形態１にかかる船舶居室構造による振動低減効果を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる船舶居室構造の概略図である。 本発明の実施の形態２にかかる船舶居室構造による振動低減効果を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる浮体の他の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態２にかかる浮体の他の構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 船舶
１１ 船体
２１ 上層居室区画（居室区画）
２１ａ 一端側
２１ｂ 他端側（延出端側）
３ 通路区画
３１ 船内通路
４ 支持手段
４１ 浮体
４１ａ 突起部
４２ 浮体受部
４３ 液体
４４ 容器
４４ａ カバー部材
４４ｂ 隙間
４５ 抵抗部材
Ｇ 付加水重量
Ｓ 船体の中心

Claims (5)

1. 船体上に固定された構造体と、居室のフレームを構成するとともに前記構造体から水平方向に沿って延出して片持ち梁状に設けられ、かつ延出長さが前記船体の外形の範囲内とされた居室区画とを備え、前記構造体により前記居室区画の重量を支持しつつ前記居室区画自体により当該居室区画の振動を抑制する振動伝達率１以下の振動低減域により１０Ｈｚの振動を減衰させ得るように前記居室区画に生じる固有振動数を引き下げることを特徴とする船舶居室構造。
2. 前記居室区画の延出端側の底部に設けられた浮体と、前記浮体を液体に浮遊させる浮体受部とを有する支持手段を備えたことを特徴する請求項１に記載の船舶居室構造。
3. 前記支持手段の浮体受部は、前記液体を収容する容器を有しており、前記容器の内部には、前記液体の流動抵抗となる抵抗部材が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の船舶居室構造。
4. 前記支持手段の浮体は、前記液体に浸る部位の周囲に突出する突起部が設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の船舶居室構造。
5. 前記構造体は、船内通路をなす通路区画からなり、
   前記居室区画は、前記通路区画から延出して片持ち梁状に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の船舶居室構造。

Images