スラスタトンネル開閉装置
【課題】燃費効率の改善、開閉駆動機構の小型軽量化、既存就航船への適用、または、スラスタ効果の阻害抑制を意図したスラスタトンネル開閉装置を提供する。
【解決手段】喫水線１７下の船体１０内に形成され、その前後方向に直交するトンネル１１の開口１６を閉鎖する扉１８を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉１８を前記トンネル１１の開口１６から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉１８の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にした。
【解決手段】喫水線１７下の船体１０内に形成され、その前後方向に直交するトンネル１１の開口１６を閉鎖する扉１８を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉１８を前記トンネル１１の開口１６から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉１８の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用のスラスタを収容するスラスタトンネルの開閉装置に係り、詳しくは、船舶の水面下にあって横方向に移動するための推力を生じさせるサイドスラスタのトンネルの開口部を閉鎖するための蓋を改良したスラスタトンネル開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンテナ船やロールオン・ロールオフ貨物船、旅客フェリーなど頻繁に入出港を繰り返す船においては、岸壁への離着岸作業などを容易にするための補助推進装置、すなわち、船舶に対して横方向の推進力を発生するためのサイドスラスタが装備されていることが多い。特に船腹内収容型のスラスタのことを「トンネルスラスタ」という。
【０００３】
図６は、トンネルスラスタの構造図である。この図において、船体１の喫水線下に設けられた断面円形状のトンネル２は、船体１の両側面に常時開放する開口３、３を有しており、且つ、そのトンネル２の内部にスラスタ４を設けている。スラスタ４は、モータ５とプロペラ６で構成されており、たとえば、離着岸の際に、モータ５を駆動してプロペラ６を回転させることにより、船体１に対して横方向の推進力（矢印ＡまたはＢ参照）を与え、離着岸作業の容易化を図る。
【０００４】
ところで、図示のトンネルスラスタは、トンネル２の開口３、３が船体１の両側面に“常時開放”する構造になっている。このため、この開口３、３によって船体抵抗が増加し、燃費効率の悪化を招く結果、運行コストの増加要因になっている。また、燃料消費量の増加はすなわち重油等の燃料油消費の増加となりＣＯ２排出量の増加を招く結果となっている。
【０００５】
ここで、開口３、３による燃費効率の悪化を１％と仮定したときの運行コストの増加を概算する。たとえば、燃料価格を５００ドル（１ドル＝１１０円）とし、燃料消費量２００ｔ／日、航海日数３００日／年のコンテナ船を対象とした場合、１％の燃費効率悪化は金額換算で５００×２００×３００×０．０１×１１０＝３千３百万円にもなる。このように、高々１％であっても大きな金額になるので、トンネル２の開口３、３の抵抗を軽減できる有効な対策は重要な意味がある。かかる対策としては、たとえば、下記の特許文献１に記載のもの（以下、従来技術という。）が知られている。
【０００６】
この従来技術では、開口を閉鎖するための円形状の蓋（同文献ではスラスタカバーと称している）を備えている。このスラスタカバーは、半円状の２枚のパネルを上下に連結して円形状に構成されており、２枚のパネル（以下、上部パネルと下部パネル）は、その連結部分を、船体前後方向を回転軸とするヒンジ機構としてトンネル内部に折り曲げ可能になっている。トンネルの開放は、駆動機構により、上部パネルと下部パネルをトンネル内部に断面略“く”の字状に折り曲げるとともに、その折り曲げ状態のまま、スラスタカバーを船体内部の上方に引き上げることによって行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１１１６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記の従来技術にあっては、以下の問題点がある。
（１）燃費改善効率の限界：
従来技術のスラスタカバーは２枚のパネルを連結したものであるが、パネル連結部のヒンジ機構の動きを阻害しないために、その連結部分（つまり、ヒンジの回転軸）は直線でなければならず、結局、スラスタカバーは、そのヒンジの回転軸に沿って平坦な面になっているものと考えられる。トンネルの開口が設けられる船体部分の形状は実際には平坦ではなく、とりわけ船首付近の形状は、水流に対する抵抗を綿密に計算した複雑な形状（三次元曲面）になっている。したがって、従来技術のように、ヒンジの回転軸に沿って平坦な面になっているスラスタカバーを当該船体部分に設けた場合は、そのスラスタカバーによって三次元曲面が部分的に損なわれることとなり、結局、ある程度の推進抵抗の増加を招くことに変わりなく、速力低下もしくは推進エネルギーのロスの改善という観点からは十分効果を得ることは難しいという問題点がある。
（２）スラスタ効果の阻害：
従来技術のスラスタカバーは、カバーを開とした状態においてもトンネル周辺にカバーの一部が残存するので、スラスタにより発生する横方向の水流の障害となり、スラスタ本来の設備目的である横方向の移動能力を阻害させる原因となっている。
（３）開閉駆動機構の大型化：
鋼板で作られたスラスタカバーは当然ながら重く、とりわけ大型船にあっては船体外板と同等の厚板が使用され、且つ、スラスタカバーの面積も大きくなるので、より重量が増すことになるため、従来技術にあっては、スラスタカバーの開閉には十分な強度を有する機構と強力な駆動装置を必要とし、結局、駆動機構の大型化を招くという問題点がある。
（４）既存就航船への適用困難性：
既存就航船へ新たにスラスタカバーを設置しようと考えた場合、上記の（３）により、スラスタカバーそのものとともに駆動機構と駆動装置の設置には大がかりな改修工事が必要なため、定期ドック程度の短い工事期間しか確保できない既存就航船への適用が難しいという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、燃費効率の改善、開閉駆動機構の小型軽量化、既存就航船への適用、または、スラスタ効果の阻害抑制を意図したスラスタトンネル開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、喫水線下の船体内に形成され、その前後方向に直交するトンネルの開口を閉鎖する扉を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にしたことを特徴とするスラスタトンネル開閉装置である。
請求項２記載の発明は、前記扉は、回転駆動源の出力軸周りを所定半径の円弧を描きながら開閉することを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項３記載の発明は、前記トンネルの外側であって且つ前記船体の内部に小部屋を設け、該小部屋に前記扉の開閉機構を収容したことを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項４記載の発明は、前記開閉機構は、回転駆動源と、前記扉の裏面に取り付けられた鎌形状ロッドとを含み、該回転駆動源の出力軸周りに前記鎌形状ロッドを回転させることにより、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉することを特徴とする請求項３に記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項５記載の発明は、前記扉を外殻と、その外殻に包囲された空間とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項６記載の発明は、前記扉を外殻と、その外殻に包囲された浮力部材とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項７記載の発明は、前記外殻は、強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材で形成されていることを特徴とする請求項５または６いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明では、喫水線下の船体内に形成され、その前後方向に直交するトンネルの開口を閉鎖する扉を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にしたので、トンネル開口の閉鎖によって水流の流れを阻害することがなくなり、推進抵抗を抑えることができ、燃費効率の改善とＣＯ２排出の抑制を図ることができる。
請求項２記載の発明では、前記扉は、回転駆動源の出力軸周りを所定半径の円弧を描きながら開閉するので、扉を開としたときにトンネルの開口を大きく開くことができ、スラスタ水流の乱れを生じない。したがって、スラスタの効果を損なわない。
請求項３記載の発明では、前記トンネルの外側であって且つ前記船体の内部に小部屋を設け、該小部屋に前記扉の開閉機構を収容したので、メンテナンスを容易にでき、長期にわたる信頼性を確保できる。
請求項４記載の発明では、前記開閉機構は、回転駆動源と、前記扉の裏面に取り付けられた鎌形状ロッドとを含み、該回転駆動源の出力軸周りに前記鎌形状ロッドを回転させることにより、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するので、回転駆動源の出力軸は、軸のシールによって水密化するといった簡単な構造にすることができ、メンテナンスの容易化を図り、長期にわたる信頼性を確保することができる。
請求項５記載の発明では、前記扉を外板に面する面と内側の壁面との間に空間有する体積を持つ構造（外殻と内部空間を有する構造）とするため、扉そのものの浮力を利用して蓋の見かけ自重を軽減することができ、開閉機構への荷重を軽くして駆動力の低減を図ることができる。
請求項６記載の発明では、前記扉を外板に面する面とその内側に取りけられた浮力部材とにより構成したので、浮力部材の浮力を利用して扉の見かけ自重を軽減することができ、開閉機構への荷重を軽くして駆動力の低減を図ることができる。
請求項７記載の発明では、前記扉の外板面を含む外殻の材質そのものを、強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材で形成されているので、扉の見かけ自重を軽減することができ、開閉機構への荷重を軽くして駆動力の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【００１３】
図１は、実施形態のスラスタトンネル開閉装置を示す構成図であり、この図は、船体１０の船首部付近を船体１０の進行方向に直交して切断したときの断面を示している。
この図において、船体１０の左右方向を貫いて形成された断面円形状のトンネル１１の内部にはスラスタ１２が設けられており、このスラスタ１２は、トンネル１１の天井部分（ここでは天井部分とするが、これに限らず、トンネル１１の内壁であればどこでも構わない。）に取り付けられた基台１３と、この基台１３に係止されたモータ１４と、このモータ１４の回転に伴って水流を発生するプロペラ１５とを含んで構成されている。
【００１４】
トンネル１１の開口１６は、船体１０の左右舷側の各々で開放しており、且つ、その開口１６は喫水線１７より下に位置している。ここでは、トンネル１１の一方端側の開口１６しか示していないが、これは図示の都合である。トンネル１１の他方端側にも同様の開口が存在する。なお、喫水線１７とは、船腹に描かれる水中沈下表示線のことをいい、より正確には、載貨による船体の海中沈下が許される最大限度を示す線（満載喫水線）のことをいうが、本明細書では、満載に限定せず、最も軽い積載状態における船体１０の水没レベル（言い換えれば水面レベル）を意味するものとする。その理由は、スラスタは満載や軽積載にかかわらず、水中に没して利用可能な状態になるよう設計されているからであり、最も軽い積載状態のときの水没レベル以下にトンネル１１の開口１６を位置させておけば、常に（満載の際にも）スラスタが水中に没することになるからである。
【００１５】
トンネル１１の両端の開口１６には、この開口１６を閉鎖するための扉１８が設けられており、この扉１８は開口１６と同様の略円形状で、且つ、この開口１６の内側に丁度収まる適切な外形をなしている。なお、本実施形態では「扉」と称するが、その他の呼称、たとえば、「蓋」や「カバー」または「トンネルカバー」等であってもよい。
【００１６】
扉１８の上端部には円弧状アーム１９の一端が取り付けられており、この円弧状アーム１９の他端は、直線状腕木２０を介して回転駆動源（典型的にはモータ２１）の出力軸（シャフト２２）に取り付けられている。これらの円弧状アーム１９と直線状腕木２０は、その直線状腕木２０が「棒状の持ち手」の形をなすと共に、その円弧状アーム１９が持ち手の先に取り付けられた「円弧状の刃」の形をなすので、一体となって鎌形状ロッド２３を構成する。
【００１７】
モータ２１のシャフト２２の一部と直線状腕木２０及び円弧状アーム１９は、トンネル１１の外側であって且つ前記船体の内部（ここではトンネル１１の天井裏）に設けられた小部屋２４に収容されており、この小部屋２４と船体１０の内部とは隔壁２５によって仕切られている。小部屋２４はトンネル１１と連通しており、この小部屋２４はトンネル１１と同様に船外から入り込む水（海水等）で満たされるが、防水対策はモータ２１のシャフト２２の部分（詳しくはシャフト２２が貫通する隔壁２５の部分）にのみ行えばよく、軸の防水シールで可能となる。
【００１８】
モータ２１の回転は、シャフト２２を介して直線状腕木２０及び円弧状アーム１９並びに扉１８に伝えられる。具体的には、モータ２１を回転させると、直線状腕木２０と円弧状アーム１９の結合点Ｐ１がシャフト２２の中心点Ｐ０の周り、すなわち、回転駆動源（モータ２１）の出力軸（シャフト２２）の周りを半径Ｒの円弧２６を描きながら移動し、この移動に伴って扉１８が開閉する。ここで、円弧状アーム１９は上記の「半径Ｒの円弧２６」に沿った形状を有しており、したがって、扉１８の開閉は、上記の「半径Ｒの円弧２６」に沿って行われる。
【００１９】
扉１８の外面は船体と同等の材料で外板の三次曲面に沿った形状となっているが内部は中空で体積を有する蓋である。従って水中にて蓋（扉１８）そのものに浮力が生じるため円弧状アーム１９や直線状腕木２０への重量負担の軽減が見込める。浮力を利用する方策としては、船体１０の材料よりも薄く軽い素材（強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材など）からなる外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された浮力部材１８ｂとからなり、この浮力部材１８ｂには、少なくとも水よりも比重が軽いもの、たとえば、発泡スチロールやハニカム構造体などの軽量素材を使用することもできる。なお、この浮力部材１８ｂは、必ずしも形のある“部材”である必要はない。空気や窒素などの気体であってもよい。かかる気体も水より比重が軽いためである。気体とする場合は、扉１８を、外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された空間（ただし、水の侵入を阻止する構造を有する空間）とにより構成すればよい。
【００２０】
図２（ａ）は、モータ２１、シャフト２２、直線状腕木２０、円弧状アーム１９及び扉１８の外観図である。これらの部材（モータ２１、シャフト２２、直線状腕木２０、円弧状アーム１９及び扉１８）は、図示の通り、一体化されており、モータ２１のシャフト２２の回転に伴い、円弧状アーム１９の円弧に沿って移動する。なお、この図では、扉１８の外殻１８ａを一部破断して、内部の浮力部材１８ｂを露出させているが、これは説明の便宜であり、実際には浮力部材１８ｂは、外殻１８ａに隠れて見えない。
また、モータ２１は隔壁２５の裏側（船体内）に設けられており、モータ２１のシャフト２２は隔壁２５に形成された防水加工（例：防水シール）が施された穴２５ａに挿通されている。
さらに、ここでは扉１８の表面（船体外側になる面）を平坦に描いているが、これは図示の都合である。実際にはスラスタ取り付け部分の船体形状に合わせた曲面（三次元曲面）になっている。
図２（ｂ）及び（ｃ）は、扉１８の断面図である。（ｂ）に示すように、扉１８は、外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された浮力部材１８ｂとから構成されているが、この構成に限定されない。たとえば、（ｃ）に示すように、浮力部材１８ｂを使用せずに、外殻１８ａの内側を空間１８ｃとしてもよい。この場合、空間１８ｃは空気等の気体で満たされている必要があり、且つ、周囲の外殻１８ａによってその気密性が保たれている必要がある。
【００２１】
図３は、開放状態の扉１８を示す図である。この図に示すように、モータ２１のシャフト２２を回転させると、円弧２６に沿って円弧状アーム１９が移動し、その円弧状アーム１９に取り付けられた扉１８が船体１０の外側にせり出し、最終的に、扉１８が図示の開放位置に至る。
【００２２】
この状態でスラスタ１２のプロペラ１５を回転させると、トンネル１１の軸方向（つまり船体１０の進行方向に直交する方向）に水流が発生し、この水流に伴う推進力によって船体１０が横移動するので、離着岸作業の容易化が図られる。
【００２３】
図４は、実施形態のシステム構成図である。この図において、スラスタトンネル開閉装置は、操舵室２７に設けられた操舵室操作部２８と、スラスタ動力室２９に設けられた動力室操作部３０と、コンピュータ（ＣＰＵ）３１ａを用いたプログラム制御方式の制御部３１と、右舷側スラスタトンネル開閉部３２と、左舷側スラスタトンネル開閉部３３とを含む。なお、動力室操作部３０は必ずしも必要ではない。一般的には操舵室２７とスラスタ動力室２９が離れている大型船にしか装備されない。
【００２４】
操舵室操作部２８及び動力室操作部３０は共に同一の構成を有しており、乗組員によってスラスタトンネル開閉スイッチ３４が操作されたときに、その操作信号を制御部３１に出力し、また、制御部３１で異常警報が出力されたときに、異常警報ランプ３５を点灯表示する。
【００２５】
右舷側スラスタトンネル開閉部３２と左舷側スラスタトンネル開閉部３３も共に同一の構成を有しており、モータ２１（右舷側の場合はＲ、左舷側の場合はＬで識別する。以下同様。）と、扉１８が閉鎖位置（図１の位置）にあることを検出する閉センサ３６と、扉１８が開放位置（図３の位置）にあることを検出する開センサ３７とを含む。なお、図示の例では、右舷側のモータ２１Ｒと左舷側のモータ２１Ｌを備えているが、これに限定されない。たとえば、一台のモータの回転出力をリンク機構を介して右舷側と左舷側に振り分けるようにしてもよい。
【００２６】
制御部３１は、後述の制御プログラムをＣＰＵ３１ａで実行することにより、スラスタトンネル開閉スイッチ３４の操作に応答して扉１８の開閉制御を行うと共に、扉１８の開閉異常を判定し、異常があった場合は操舵室操作部２８及び動力室操作部３０の異常警報ランプ３５を点灯表示させてその旨を乗組員に告知する。
【００２７】
図５は、制御プログラムの概略フローを示す図である。このフローは、制御部３１のＣＰＵ３１ａで所定時間ごとに実行される。このフローを開始すると、まず、左右の扉１８の開閉状態が一致しているか否か、つまり、左右両方の扉１８が共に開または共に閉であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合は左右の扉１８の状態が不一致（開と閉）であり、これはあり得ない状態であるから、何らかのトラブルが発生していると判断して異常警報を出力し、異常警報ランプ３５を点灯表示させて（ステップＳ２）、フローを終了する。
【００２８】
ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、左右両方の扉１８が共に開または共に閉である場合はシステムに異常がないと判断し、次に、操作信号の有無を判定する（ステップＳ３）。この操作信号は、操舵室操作部２８または動力室操作部３０から出力される信号であり、いずれも各々の操作部２７、２９に設けられているスラスタトンネル開閉スイッチ３４の操作を示す信号である。
【００２９】
そして、操作信号がない場合は、開閉操作が行われていないと判断して、そのままフローを終了するが、操作信号がある場合は、次に、左右の扉１８の現在の開閉状態を判定し（ステップ４）、その開閉状態ごとに、以下の処理を実行する。
【００３０】
＜扉１８が開の場合＞
まず、左右のモータ２１を閉方向に駆動し（ステップＳ５）、扉１８が閉鎖されたか否かの判定を左右の閉センサ３６の出力に基づいて行う（ステップＳ６）。
【００３１】
このステップＳ６で扉１８の閉鎖が判定されたときは、そのままフローを終了するが、実際には、扉１８が開から閉になるまでには「ある時間Ｔａ」を要するので、このステップＳ６の判定結果は、少なくとも時間Ｔａを経過するまでＹＥＳにならない。
【００３２】
このため、その間、ステップＳ６を単純にループさせてもよいが、ここでは、念のために「所定時間Ｔｂ」の経過を判定し（ステップＳ７）、その判定結果がＮＯの間だけステップＳ６に戻すようにする。「所定時間Ｔｂ」は、先の「ある時間Ｔａ」に若干のマージン時間を加えたものである。このようにすると、「所定時間Ｔｂ」を経過しても、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳにならない場合、つまり、扉１８が開から閉にならない場合は、何らかのトラブルが発生しているものと判断することができ、異常警報を出力して異常警報ランプ３５を点灯表示（ステップＳ８）させてからフローを終了することができる。
【００３３】
＜扉１８が閉の場合＞
まず、左右のモータ２１を開方向に駆動し（ステップＳ９）、扉１８が開放されたか否かの判定を左右の開センサ３７の出力に基づいて行う（ステップＳ１０）。
【００３４】
このステップＳ１０で扉１８の開放が判定されたときは、そのままフローを終了するが、実際には、扉１８が閉から開になるまでには「ある時間Ｔｃ」を要するので、このステップＳ１０の判定結果は、少なくとも時間Ｔｃを経過するまでＹＥＳにならない。
【００３５】
このため、その間、ステップＳ１０を単純にループさせてもよいが、ここでは、念のために「所定時間Ｔｄ」の経過を判定し（ステップＳ１１）、その判定結果がＮＯの間だけステップＳ１０に戻すようにする。「所定時間Ｔｄ」は、先の「ある時間Ｔｃ」に若干のマージン時間を加えたものである。このようにすると、「所定時間Ｔｄ」を経過しても、ステップＳ１０の判定結果がＹＥＳにならない場合、つまり、扉１８が閉から開にならない場合は、何らかのトラブルが発生しているものと判断することができ、異常警報を出力して異常警報ランプ３５を点灯表示（ステップＳ８）させてからフローを終了することができる。
【００３６】
以上のとおりに構成したので、本実施形態によれば、次の特有の効果を奏することができる。
（１）燃費の改善：
トンネル１１の両端の開口１６を扉１８で閉鎖し、扉１８の表面（船体の外側となる面）を、船体形状に沿った曲面（三次元曲面）としたので、扉１８を閉鎖したときの船体表面が滑らかとなり、抵抗を少なくして燃費の改善やＣＯ２の削減効果を高めることができる。
（２）スラスタ効果の有効性確保：
扉１８を船体１０の外側に大きく開くことができるので、スラスタ１２の水流（プロペラ１５の回転に伴う水流）を乱さない。したがって、スラスタ１２の効果を損なわない。
（３）開閉駆動機構の小型化：
トンネル１１の開口１６を閉鎖する扉１８を外開きにしたから、スラスタカバーを収容するための大きなスペースを船体１０の内部に確保する必要がない。また、扉１８を外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された浮力部材１８ｂとにより構成したから、扉１８それ自体の浮力により、水中における扉１８の自重を軽くすることができ、扉１８の開閉に必要な構造と必要動力を小さくして、それだけ構造をシンプルにしかつ駆動機構（モータ２１等）を小型化できる。
（４）長期耐久性の確保：
防水対策は、モータ２１のシャフト２２の部分（詳しくはシャフト２２が貫通する隔壁２５の穴２５ａ）に防水シールを施すなどして行えばよく、水中部の可動部が無いため、長期にわたってのメンテナンス性能に優れている。
（５）既存就航船への適用：
実施形態のスラスタトンネル開閉装置は、喫水線下の船体左右に開口１６を形成し、その開口１６内に、スラスタ１２を有するトンネル１１を装着すると共に、そのトンネル１１の外側であって且つ前記船体の内部（実施形態ではトンネル１１の天井裏）に小部屋２４を設け、その小部屋２４に扉１８の開閉機構（モータ２１や直線状腕木２０及び円弧状アーム１９）を収容して構成されるが、かかる構成はさほど複雑ではないので、新造船への搭載は当然のこと、既存の就航船に対しても、たとえば、定期ドックの機会を利用して搭載することが十分可能である。また、スラスタ１２を有するトンネル１１、扉１８及び開閉機構をセットにし、汎用品として市場に投入することも可能であり、大量生産に伴う製品単価の低減効果を期待できる。
【００３７】
なお、実施形態では、船舶を例にしたが、この“船舶”を狭義に解釈してはならない。船、艇、ボート、舟、艦いずれであってもよい。詳しくは、海や湖、河などの水上（または水中）において、主に人や物を運搬するために用いられる乗り物であればよい。この乗り物には戦闘用艦艇（舟艇）や荷役作業用船舶などの特殊船も含まれる。
【００３８】
また、実施形態では、船首部分に設けられたスラスタ（バウスラスタ）を例にしたが、これに限らず、船尾部分に設けられるスラスタ（スターンスラスタ）であってもよい。要は、トンネルスラスタであればよい。
【００３９】
また、実施形態では、扉１８を開閉するための回転駆動源にモータ２１を使用しているが、このモータ２１は電動式であっても油圧式であってもよい。
【００４０】
また、実施形態では、モータ２１のシャフト２２の回転をそのまま、直線状腕木２０と円弧状アーム１９を介して扉１８に伝えているが、たとえば、その間に減速機構（例；歯車を組み合わせたもの）を介在させてもよい。このようにすると、その減速比に対応して、モータ２１に低出力のものを使用できるようになり、さらに駆動機構の小型化を図ることができるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態のスラスタトンネル開閉装置を示す構成図である。
【図２】モータ２１、シャフト２２、直線状腕木２０、円弧状アーム１９及び扉１８の外観図である。
【図３】開放状態の扉１８を示す図である。
【図４】実施形態のシステム構成図である。
【図５】制御プログラムの概略フローを示す図である。
【図６】トンネルスラスタの構造図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 船体
１１ トンネル
１６ 開口
１７ 喫水線
１８ 扉
１８ａ 外殻
１８ｂ 浮力部材
２１ モータ（回転駆動源）
２２ シャフト（出力軸）
２３ 鎌形状ロッド
２４ 小部屋
２６ 円弧
Ｐ０ 中心点
Ｒ 半径（所定半径）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶用のスラスタを収容するスラスタトンネルの開閉装置に係り、詳しくは、船舶の水面下にあって横方向に移動するための推力を生じさせるサイドスラスタのトンネルの開口部を閉鎖するための蓋を改良したスラスタトンネル開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンテナ船やロールオン・ロールオフ貨物船、旅客フェリーなど頻繁に入出港を繰り返す船においては、岸壁への離着岸作業などを容易にするための補助推進装置、すなわち、船舶に対して横方向の推進力を発生するためのサイドスラスタが装備されていることが多い。特に船腹内収容型のスラスタのことを「トンネルスラスタ」という。
【０００３】
図６は、トンネルスラスタの構造図である。この図において、船体１の喫水線下に設けられた断面円形状のトンネル２は、船体１の両側面に常時開放する開口３、３を有しており、且つ、そのトンネル２の内部にスラスタ４を設けている。スラスタ４は、モータ５とプロペラ６で構成されており、たとえば、離着岸の際に、モータ５を駆動してプロペラ６を回転させることにより、船体１に対して横方向の推進力（矢印ＡまたはＢ参照）を与え、離着岸作業の容易化を図る。
【０００４】
ところで、図示のトンネルスラスタは、トンネル２の開口３、３が船体１の両側面に“常時開放”する構造になっている。このため、この開口３、３によって船体抵抗が増加し、燃費効率の悪化を招く結果、運行コストの増加要因になっている。また、燃料消費量の増加はすなわち重油等の燃料油消費の増加となりＣＯ２排出量の増加を招く結果となっている。
【０００５】
ここで、開口３、３による燃費効率の悪化を１％と仮定したときの運行コストの増加を概算する。たとえば、燃料価格を５００ドル（１ドル＝１１０円）とし、燃料消費量２００ｔ／日、航海日数３００日／年のコンテナ船を対象とした場合、１％の燃費効率悪化は金額換算で５００×２００×３００×０．０１×１１０＝３千３百万円にもなる。このように、高々１％であっても大きな金額になるので、トンネル２の開口３、３の抵抗を軽減できる有効な対策は重要な意味がある。かかる対策としては、たとえば、下記の特許文献１に記載のもの（以下、従来技術という。）が知られている。
【０００６】
この従来技術では、開口を閉鎖するための円形状の蓋（同文献ではスラスタカバーと称している）を備えている。このスラスタカバーは、半円状の２枚のパネルを上下に連結して円形状に構成されており、２枚のパネル（以下、上部パネルと下部パネル）は、その連結部分を、船体前後方向を回転軸とするヒンジ機構としてトンネル内部に折り曲げ可能になっている。トンネルの開放は、駆動機構により、上部パネルと下部パネルをトンネル内部に断面略“く”の字状に折り曲げるとともに、その折り曲げ状態のまま、スラスタカバーを船体内部の上方に引き上げることによって行っている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１１１６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記の従来技術にあっては、以下の問題点がある。
（１）燃費改善効率の限界：
従来技術のスラスタカバーは２枚のパネルを連結したものであるが、パネル連結部のヒンジ機構の動きを阻害しないために、その連結部分（つまり、ヒンジの回転軸）は直線でなければならず、結局、スラスタカバーは、そのヒンジの回転軸に沿って平坦な面になっているものと考えられる。トンネルの開口が設けられる船体部分の形状は実際には平坦ではなく、とりわけ船首付近の形状は、水流に対する抵抗を綿密に計算した複雑な形状（三次元曲面）になっている。したがって、従来技術のように、ヒンジの回転軸に沿って平坦な面になっているスラスタカバーを当該船体部分に設けた場合は、そのスラスタカバーによって三次元曲面が部分的に損なわれることとなり、結局、ある程度の推進抵抗の増加を招くことに変わりなく、速力低下もしくは推進エネルギーのロスの改善という観点からは十分効果を得ることは難しいという問題点がある。
（２）スラスタ効果の阻害：
従来技術のスラスタカバーは、カバーを開とした状態においてもトンネル周辺にカバーの一部が残存するので、スラスタにより発生する横方向の水流の障害となり、スラスタ本来の設備目的である横方向の移動能力を阻害させる原因となっている。
（３）開閉駆動機構の大型化：
鋼板で作られたスラスタカバーは当然ながら重く、とりわけ大型船にあっては船体外板と同等の厚板が使用され、且つ、スラスタカバーの面積も大きくなるので、より重量が増すことになるため、従来技術にあっては、スラスタカバーの開閉には十分な強度を有する機構と強力な駆動装置を必要とし、結局、駆動機構の大型化を招くという問題点がある。
（４）既存就航船への適用困難性：
既存就航船へ新たにスラスタカバーを設置しようと考えた場合、上記の（３）により、スラスタカバーそのものとともに駆動機構と駆動装置の設置には大がかりな改修工事が必要なため、定期ドック程度の短い工事期間しか確保できない既存就航船への適用が難しいという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、燃費効率の改善、開閉駆動機構の小型軽量化、既存就航船への適用、または、スラスタ効果の阻害抑制を意図したスラスタトンネル開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、喫水線下の船体内に形成され、その前後方向に直交するトンネルの開口を閉鎖する扉を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にしたことを特徴とするスラスタトンネル開閉装置である。
請求項２記載の発明は、前記扉は、回転駆動源の出力軸周りを所定半径の円弧を描きながら開閉することを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項３記載の発明は、前記トンネルの外側であって且つ前記船体の内部に小部屋を設け、該小部屋に前記扉の開閉機構を収容したことを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項４記載の発明は、前記開閉機構は、回転駆動源と、前記扉の裏面に取り付けられた鎌形状ロッドとを含み、該回転駆動源の出力軸周りに前記鎌形状ロッドを回転させることにより、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉することを特徴とする請求項３に記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項５記載の発明は、前記扉を外殻と、その外殻に包囲された空間とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項６記載の発明は、前記扉を外殻と、その外殻に包囲された浮力部材とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置である。
請求項７記載の発明は、前記外殻は、強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材で形成されていることを特徴とする請求項５または６いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明では、喫水線下の船体内に形成され、その前後方向に直交するトンネルの開口を閉鎖する扉を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にしたので、トンネル開口の閉鎖によって水流の流れを阻害することがなくなり、推進抵抗を抑えることができ、燃費効率の改善とＣＯ２排出の抑制を図ることができる。
請求項２記載の発明では、前記扉は、回転駆動源の出力軸周りを所定半径の円弧を描きながら開閉するので、扉を開としたときにトンネルの開口を大きく開くことができ、スラスタ水流の乱れを生じない。したがって、スラスタの効果を損なわない。
請求項３記載の発明では、前記トンネルの外側であって且つ前記船体の内部に小部屋を設け、該小部屋に前記扉の開閉機構を収容したので、メンテナンスを容易にでき、長期にわたる信頼性を確保できる。
請求項４記載の発明では、前記開閉機構は、回転駆動源と、前記扉の裏面に取り付けられた鎌形状ロッドとを含み、該回転駆動源の出力軸周りに前記鎌形状ロッドを回転させることにより、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するので、回転駆動源の出力軸は、軸のシールによって水密化するといった簡単な構造にすることができ、メンテナンスの容易化を図り、長期にわたる信頼性を確保することができる。
請求項５記載の発明では、前記扉を外板に面する面と内側の壁面との間に空間有する体積を持つ構造（外殻と内部空間を有する構造）とするため、扉そのものの浮力を利用して蓋の見かけ自重を軽減することができ、開閉機構への荷重を軽くして駆動力の低減を図ることができる。
請求項６記載の発明では、前記扉を外板に面する面とその内側に取りけられた浮力部材とにより構成したので、浮力部材の浮力を利用して扉の見かけ自重を軽減することができ、開閉機構への荷重を軽くして駆動力の低減を図ることができる。
請求項７記載の発明では、前記扉の外板面を含む外殻の材質そのものを、強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材で形成されているので、扉の見かけ自重を軽減することができ、開閉機構への荷重を軽くして駆動力の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【００１３】
図１は、実施形態のスラスタトンネル開閉装置を示す構成図であり、この図は、船体１０の船首部付近を船体１０の進行方向に直交して切断したときの断面を示している。
この図において、船体１０の左右方向を貫いて形成された断面円形状のトンネル１１の内部にはスラスタ１２が設けられており、このスラスタ１２は、トンネル１１の天井部分（ここでは天井部分とするが、これに限らず、トンネル１１の内壁であればどこでも構わない。）に取り付けられた基台１３と、この基台１３に係止されたモータ１４と、このモータ１４の回転に伴って水流を発生するプロペラ１５とを含んで構成されている。
【００１４】
トンネル１１の開口１６は、船体１０の左右舷側の各々で開放しており、且つ、その開口１６は喫水線１７より下に位置している。ここでは、トンネル１１の一方端側の開口１６しか示していないが、これは図示の都合である。トンネル１１の他方端側にも同様の開口が存在する。なお、喫水線１７とは、船腹に描かれる水中沈下表示線のことをいい、より正確には、載貨による船体の海中沈下が許される最大限度を示す線（満載喫水線）のことをいうが、本明細書では、満載に限定せず、最も軽い積載状態における船体１０の水没レベル（言い換えれば水面レベル）を意味するものとする。その理由は、スラスタは満載や軽積載にかかわらず、水中に没して利用可能な状態になるよう設計されているからであり、最も軽い積載状態のときの水没レベル以下にトンネル１１の開口１６を位置させておけば、常に（満載の際にも）スラスタが水中に没することになるからである。
【００１５】
トンネル１１の両端の開口１６には、この開口１６を閉鎖するための扉１８が設けられており、この扉１８は開口１６と同様の略円形状で、且つ、この開口１６の内側に丁度収まる適切な外形をなしている。なお、本実施形態では「扉」と称するが、その他の呼称、たとえば、「蓋」や「カバー」または「トンネルカバー」等であってもよい。
【００１６】
扉１８の上端部には円弧状アーム１９の一端が取り付けられており、この円弧状アーム１９の他端は、直線状腕木２０を介して回転駆動源（典型的にはモータ２１）の出力軸（シャフト２２）に取り付けられている。これらの円弧状アーム１９と直線状腕木２０は、その直線状腕木２０が「棒状の持ち手」の形をなすと共に、その円弧状アーム１９が持ち手の先に取り付けられた「円弧状の刃」の形をなすので、一体となって鎌形状ロッド２３を構成する。
【００１７】
モータ２１のシャフト２２の一部と直線状腕木２０及び円弧状アーム１９は、トンネル１１の外側であって且つ前記船体の内部（ここではトンネル１１の天井裏）に設けられた小部屋２４に収容されており、この小部屋２４と船体１０の内部とは隔壁２５によって仕切られている。小部屋２４はトンネル１１と連通しており、この小部屋２４はトンネル１１と同様に船外から入り込む水（海水等）で満たされるが、防水対策はモータ２１のシャフト２２の部分（詳しくはシャフト２２が貫通する隔壁２５の部分）にのみ行えばよく、軸の防水シールで可能となる。
【００１８】
モータ２１の回転は、シャフト２２を介して直線状腕木２０及び円弧状アーム１９並びに扉１８に伝えられる。具体的には、モータ２１を回転させると、直線状腕木２０と円弧状アーム１９の結合点Ｐ１がシャフト２２の中心点Ｐ０の周り、すなわち、回転駆動源（モータ２１）の出力軸（シャフト２２）の周りを半径Ｒの円弧２６を描きながら移動し、この移動に伴って扉１８が開閉する。ここで、円弧状アーム１９は上記の「半径Ｒの円弧２６」に沿った形状を有しており、したがって、扉１８の開閉は、上記の「半径Ｒの円弧２６」に沿って行われる。
【００１９】
扉１８の外面は船体と同等の材料で外板の三次曲面に沿った形状となっているが内部は中空で体積を有する蓋である。従って水中にて蓋（扉１８）そのものに浮力が生じるため円弧状アーム１９や直線状腕木２０への重量負担の軽減が見込める。浮力を利用する方策としては、船体１０の材料よりも薄く軽い素材（強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材など）からなる外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された浮力部材１８ｂとからなり、この浮力部材１８ｂには、少なくとも水よりも比重が軽いもの、たとえば、発泡スチロールやハニカム構造体などの軽量素材を使用することもできる。なお、この浮力部材１８ｂは、必ずしも形のある“部材”である必要はない。空気や窒素などの気体であってもよい。かかる気体も水より比重が軽いためである。気体とする場合は、扉１８を、外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された空間（ただし、水の侵入を阻止する構造を有する空間）とにより構成すればよい。
【００２０】
図２（ａ）は、モータ２１、シャフト２２、直線状腕木２０、円弧状アーム１９及び扉１８の外観図である。これらの部材（モータ２１、シャフト２２、直線状腕木２０、円弧状アーム１９及び扉１８）は、図示の通り、一体化されており、モータ２１のシャフト２２の回転に伴い、円弧状アーム１９の円弧に沿って移動する。なお、この図では、扉１８の外殻１８ａを一部破断して、内部の浮力部材１８ｂを露出させているが、これは説明の便宜であり、実際には浮力部材１８ｂは、外殻１８ａに隠れて見えない。
また、モータ２１は隔壁２５の裏側（船体内）に設けられており、モータ２１のシャフト２２は隔壁２５に形成された防水加工（例：防水シール）が施された穴２５ａに挿通されている。
さらに、ここでは扉１８の表面（船体外側になる面）を平坦に描いているが、これは図示の都合である。実際にはスラスタ取り付け部分の船体形状に合わせた曲面（三次元曲面）になっている。
図２（ｂ）及び（ｃ）は、扉１８の断面図である。（ｂ）に示すように、扉１８は、外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された浮力部材１８ｂとから構成されているが、この構成に限定されない。たとえば、（ｃ）に示すように、浮力部材１８ｂを使用せずに、外殻１８ａの内側を空間１８ｃとしてもよい。この場合、空間１８ｃは空気等の気体で満たされている必要があり、且つ、周囲の外殻１８ａによってその気密性が保たれている必要がある。
【００２１】
図３は、開放状態の扉１８を示す図である。この図に示すように、モータ２１のシャフト２２を回転させると、円弧２６に沿って円弧状アーム１９が移動し、その円弧状アーム１９に取り付けられた扉１８が船体１０の外側にせり出し、最終的に、扉１８が図示の開放位置に至る。
【００２２】
この状態でスラスタ１２のプロペラ１５を回転させると、トンネル１１の軸方向（つまり船体１０の進行方向に直交する方向）に水流が発生し、この水流に伴う推進力によって船体１０が横移動するので、離着岸作業の容易化が図られる。
【００２３】
図４は、実施形態のシステム構成図である。この図において、スラスタトンネル開閉装置は、操舵室２７に設けられた操舵室操作部２８と、スラスタ動力室２９に設けられた動力室操作部３０と、コンピュータ（ＣＰＵ）３１ａを用いたプログラム制御方式の制御部３１と、右舷側スラスタトンネル開閉部３２と、左舷側スラスタトンネル開閉部３３とを含む。なお、動力室操作部３０は必ずしも必要ではない。一般的には操舵室２７とスラスタ動力室２９が離れている大型船にしか装備されない。
【００２４】
操舵室操作部２８及び動力室操作部３０は共に同一の構成を有しており、乗組員によってスラスタトンネル開閉スイッチ３４が操作されたときに、その操作信号を制御部３１に出力し、また、制御部３１で異常警報が出力されたときに、異常警報ランプ３５を点灯表示する。
【００２５】
右舷側スラスタトンネル開閉部３２と左舷側スラスタトンネル開閉部３３も共に同一の構成を有しており、モータ２１（右舷側の場合はＲ、左舷側の場合はＬで識別する。以下同様。）と、扉１８が閉鎖位置（図１の位置）にあることを検出する閉センサ３６と、扉１８が開放位置（図３の位置）にあることを検出する開センサ３７とを含む。なお、図示の例では、右舷側のモータ２１Ｒと左舷側のモータ２１Ｌを備えているが、これに限定されない。たとえば、一台のモータの回転出力をリンク機構を介して右舷側と左舷側に振り分けるようにしてもよい。
【００２６】
制御部３１は、後述の制御プログラムをＣＰＵ３１ａで実行することにより、スラスタトンネル開閉スイッチ３４の操作に応答して扉１８の開閉制御を行うと共に、扉１８の開閉異常を判定し、異常があった場合は操舵室操作部２８及び動力室操作部３０の異常警報ランプ３５を点灯表示させてその旨を乗組員に告知する。
【００２７】
図５は、制御プログラムの概略フローを示す図である。このフローは、制御部３１のＣＰＵ３１ａで所定時間ごとに実行される。このフローを開始すると、まず、左右の扉１８の開閉状態が一致しているか否か、つまり、左右両方の扉１８が共に開または共に閉であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合は左右の扉１８の状態が不一致（開と閉）であり、これはあり得ない状態であるから、何らかのトラブルが発生していると判断して異常警報を出力し、異常警報ランプ３５を点灯表示させて（ステップＳ２）、フローを終了する。
【００２８】
ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、左右両方の扉１８が共に開または共に閉である場合はシステムに異常がないと判断し、次に、操作信号の有無を判定する（ステップＳ３）。この操作信号は、操舵室操作部２８または動力室操作部３０から出力される信号であり、いずれも各々の操作部２７、２９に設けられているスラスタトンネル開閉スイッチ３４の操作を示す信号である。
【００２９】
そして、操作信号がない場合は、開閉操作が行われていないと判断して、そのままフローを終了するが、操作信号がある場合は、次に、左右の扉１８の現在の開閉状態を判定し（ステップ４）、その開閉状態ごとに、以下の処理を実行する。
【００３０】
＜扉１８が開の場合＞
まず、左右のモータ２１を閉方向に駆動し（ステップＳ５）、扉１８が閉鎖されたか否かの判定を左右の閉センサ３６の出力に基づいて行う（ステップＳ６）。
【００３１】
このステップＳ６で扉１８の閉鎖が判定されたときは、そのままフローを終了するが、実際には、扉１８が開から閉になるまでには「ある時間Ｔａ」を要するので、このステップＳ６の判定結果は、少なくとも時間Ｔａを経過するまでＹＥＳにならない。
【００３２】
このため、その間、ステップＳ６を単純にループさせてもよいが、ここでは、念のために「所定時間Ｔｂ」の経過を判定し（ステップＳ７）、その判定結果がＮＯの間だけステップＳ６に戻すようにする。「所定時間Ｔｂ」は、先の「ある時間Ｔａ」に若干のマージン時間を加えたものである。このようにすると、「所定時間Ｔｂ」を経過しても、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳにならない場合、つまり、扉１８が開から閉にならない場合は、何らかのトラブルが発生しているものと判断することができ、異常警報を出力して異常警報ランプ３５を点灯表示（ステップＳ８）させてからフローを終了することができる。
【００３３】
＜扉１８が閉の場合＞
まず、左右のモータ２１を開方向に駆動し（ステップＳ９）、扉１８が開放されたか否かの判定を左右の開センサ３７の出力に基づいて行う（ステップＳ１０）。
【００３４】
このステップＳ１０で扉１８の開放が判定されたときは、そのままフローを終了するが、実際には、扉１８が閉から開になるまでには「ある時間Ｔｃ」を要するので、このステップＳ１０の判定結果は、少なくとも時間Ｔｃを経過するまでＹＥＳにならない。
【００３５】
このため、その間、ステップＳ１０を単純にループさせてもよいが、ここでは、念のために「所定時間Ｔｄ」の経過を判定し（ステップＳ１１）、その判定結果がＮＯの間だけステップＳ１０に戻すようにする。「所定時間Ｔｄ」は、先の「ある時間Ｔｃ」に若干のマージン時間を加えたものである。このようにすると、「所定時間Ｔｄ」を経過しても、ステップＳ１０の判定結果がＹＥＳにならない場合、つまり、扉１８が閉から開にならない場合は、何らかのトラブルが発生しているものと判断することができ、異常警報を出力して異常警報ランプ３５を点灯表示（ステップＳ８）させてからフローを終了することができる。
【００３６】
以上のとおりに構成したので、本実施形態によれば、次の特有の効果を奏することができる。
（１）燃費の改善：
トンネル１１の両端の開口１６を扉１８で閉鎖し、扉１８の表面（船体の外側となる面）を、船体形状に沿った曲面（三次元曲面）としたので、扉１８を閉鎖したときの船体表面が滑らかとなり、抵抗を少なくして燃費の改善やＣＯ２の削減効果を高めることができる。
（２）スラスタ効果の有効性確保：
扉１８を船体１０の外側に大きく開くことができるので、スラスタ１２の水流（プロペラ１５の回転に伴う水流）を乱さない。したがって、スラスタ１２の効果を損なわない。
（３）開閉駆動機構の小型化：
トンネル１１の開口１６を閉鎖する扉１８を外開きにしたから、スラスタカバーを収容するための大きなスペースを船体１０の内部に確保する必要がない。また、扉１８を外殻１８ａと、その外殻１８ａに包囲された浮力部材１８ｂとにより構成したから、扉１８それ自体の浮力により、水中における扉１８の自重を軽くすることができ、扉１８の開閉に必要な構造と必要動力を小さくして、それだけ構造をシンプルにしかつ駆動機構（モータ２１等）を小型化できる。
（４）長期耐久性の確保：
防水対策は、モータ２１のシャフト２２の部分（詳しくはシャフト２２が貫通する隔壁２５の穴２５ａ）に防水シールを施すなどして行えばよく、水中部の可動部が無いため、長期にわたってのメンテナンス性能に優れている。
（５）既存就航船への適用：
実施形態のスラスタトンネル開閉装置は、喫水線下の船体左右に開口１６を形成し、その開口１６内に、スラスタ１２を有するトンネル１１を装着すると共に、そのトンネル１１の外側であって且つ前記船体の内部（実施形態ではトンネル１１の天井裏）に小部屋２４を設け、その小部屋２４に扉１８の開閉機構（モータ２１や直線状腕木２０及び円弧状アーム１９）を収容して構成されるが、かかる構成はさほど複雑ではないので、新造船への搭載は当然のこと、既存の就航船に対しても、たとえば、定期ドックの機会を利用して搭載することが十分可能である。また、スラスタ１２を有するトンネル１１、扉１８及び開閉機構をセットにし、汎用品として市場に投入することも可能であり、大量生産に伴う製品単価の低減効果を期待できる。
【００３７】
なお、実施形態では、船舶を例にしたが、この“船舶”を狭義に解釈してはならない。船、艇、ボート、舟、艦いずれであってもよい。詳しくは、海や湖、河などの水上（または水中）において、主に人や物を運搬するために用いられる乗り物であればよい。この乗り物には戦闘用艦艇（舟艇）や荷役作業用船舶などの特殊船も含まれる。
【００３８】
また、実施形態では、船首部分に設けられたスラスタ（バウスラスタ）を例にしたが、これに限らず、船尾部分に設けられるスラスタ（スターンスラスタ）であってもよい。要は、トンネルスラスタであればよい。
【００３９】
また、実施形態では、扉１８を開閉するための回転駆動源にモータ２１を使用しているが、このモータ２１は電動式であっても油圧式であってもよい。
【００４０】
また、実施形態では、モータ２１のシャフト２２の回転をそのまま、直線状腕木２０と円弧状アーム１９を介して扉１８に伝えているが、たとえば、その間に減速機構（例；歯車を組み合わせたもの）を介在させてもよい。このようにすると、その減速比に対応して、モータ２１に低出力のものを使用できるようになり、さらに駆動機構の小型化を図ることができるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態のスラスタトンネル開閉装置を示す構成図である。
【図２】モータ２１、シャフト２２、直線状腕木２０、円弧状アーム１９及び扉１８の外観図である。
【図３】開放状態の扉１８を示す図である。
【図４】実施形態のシステム構成図である。
【図５】制御プログラムの概略フローを示す図である。
【図６】トンネルスラスタの構造図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 船体
１１ トンネル
１６ 開口
１７ 喫水線
１８ 扉
１８ａ 外殻
１８ｂ 浮力部材
２１ モータ（回転駆動源）
２２ シャフト（出力軸）
２３ 鎌形状ロッド
２４ 小部屋
２６ 円弧
Ｐ０ 中心点
Ｒ 半径（所定半径）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の喫水線下の船体内に形成され、その前後方向に直交するトンネルの開口を閉鎖する扉を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にしたことを特徴とするスラスタトンネル開閉装置。
【請求項２】
前記扉は、回転駆動源の出力軸周りを所定半径の円弧を描きながら開閉することを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項３】
前記トンネルの外側であって且つ前記船体の内部に小部屋を設け、該小部屋に前記扉の開閉機構を収容したことを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項４】
前記開閉機構は、回転駆動源と、前記扉の裏面に取り付けられた鎌形状ロッドとを含み、該回転駆動源の出力軸周りに前記鎌形状ロッドを回転させることにより、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉することを特徴とする請求項３に記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項５】
前記扉を外殻と、その外殻に包囲された空間とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項６】
前記扉を外殻と、その外殻に包囲された浮力部材とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項７】
前記外殻は、強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材で形成されていることを特徴とする請求項５または６いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項１】
船舶の喫水線下の船体内に形成され、その前後方向に直交するトンネルの開口を閉鎖する扉を開閉するスラスタトンネル開閉装置において、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉するように構成し、且つ、前記扉の外面形状を船体外板曲面に沿った形状にしたことを特徴とするスラスタトンネル開閉装置。
【請求項２】
前記扉は、回転駆動源の出力軸周りを所定半径の円弧を描きながら開閉することを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項３】
前記トンネルの外側であって且つ前記船体の内部に小部屋を設け、該小部屋に前記扉の開閉機構を収容したことを特徴とする請求項１に記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項４】
前記開閉機構は、回転駆動源と、前記扉の裏面に取り付けられた鎌形状ロッドとを含み、該回転駆動源の出力軸周りに前記鎌形状ロッドを回転させることにより、前記扉を前記トンネルの開口から外開きに開閉することを特徴とする請求項３に記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項５】
前記扉を外殻と、その外殻に包囲された空間とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項６】
前記扉を外殻と、その外殻に包囲された浮力部材とにより構成したことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置。
【請求項７】
前記外殻は、強化プラスチック、ケブラー樹脂またはその他の樹脂素材若しくはその他の軽量素材で形成されていることを特徴とする請求項５または６いずれかに記載のスラスタトンネル開閉装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１２０３９６（Ｐ２０１０−１２０３９６Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９３０７６（Ｐ２００８−２９３０７６）
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（０００１９９８０９）川崎汽船株式会社 (2)
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【出願人】（０００１９９８０９）川崎汽船株式会社 (2)
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