CN110871879B - 舵板及船舶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够发挥与状况相符的性能的舵板及船舶。舵板(20)能够在端板(40)容纳于翼部(30)的第一状态和端板(40)从翼部(30)展开的第二状态之间进行切换。在端板(40)展开的状态下，能够增加舵板(20)的舵力，在端板(40)容纳于翼部(30)的状态下，能够抑制基于端板(40)产生的阻力的增加。因此，在舵板(20)所要求的性能根据状况而不同时，通过使舵板(20)在第一状态和第二状态之间切换，从而能够应对各种状况。

Description

舵板及船舶

本申请主张基于2018年9月3日申请的日本专利申请第2018-164607号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种舵板及船舶。

背景技术

作为以往的舵板，已知有专利文献1中记载的舵板。该舵板具备：翼部，沿上下方向延伸；端板，设置于翼部的下端及上端。端板在翼部的端部设置成沿水平方向延伸。由此，能够增加升力，从而能够增大转弯时的舵板的舵力。

专利文献1：日本特开2016-74303号公报

在此，在舵板上设置有端板的情况下，虽然能够增加舵力，但是对水流的阻力会增加，因此，从推动力这一观点上看，成为使该推动力下降的原因。如此，在上述舵板中，有时出现性能根据状况而下降的情况。因此，要求提供一种能够发挥与状况相符的性能的舵板。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够发挥与状况相符的性能的舵板及船舶。

本发明所涉及的舵板具备：翼部，其沿上下方向延伸；以及端板，其设置于翼部，所述舵板在端板容纳于翼部的第一状态和端板从翼部展开的第二状态之间进行切换。

这种舵板能够在端板容纳于翼部的第一状态和端板从翼部展开的第二状态之间进行切换。在端板展开的状态下，能够增加舵板的舵力，在端板容纳于翼部的状态下，能够抑制基于端板产生的阻力的增加。因此，在舵板所要求的性能根据状况而不同时，可以使舵板在第一状态和第二状态之间切换，从而能够应对各种状况。由此，舵板能够发挥与状况相符的性能。

在本发明所涉及的舵板中，端板可以设置成相对于翼部可动，以便能够在沿着翼部的侧面配置的第一状态和从翼部横向延伸的第二状态之间进行切换。如此，在第一状态下，端板沿着翼部的侧面配置，因此无需对翼部设置复杂的结构即可将端板容纳于翼部。并且，与使端板向下方延伸的结构相比，这种结构能够避免船体的最低部(底部)变低，因此不会影响吃水限制。

在本发明所涉及的舵板中，可以通过使端板相对于翼部进行旋转，从而切换第一状态和第二状态。由此，端板通过简单的动作即可迅速地切换第一状态和第二状态。

在本发明所涉及的舵板中，端板可以设置成相对于翼部可动，以便能够在容纳于翼部内的第一状态和从翼部的下端突出且沿上下方向延伸的第二状态之间进行切换。由此，在第一状态下，端板容纳于翼部内，因此能够进一步减少基于端板产生的阻力的影响。

在本发明所涉及的舵板中，可以通过使端板相对于翼部进行滑动，从而切换第一状态和第二状态。由此，端板通过简单的动作即可迅速地切换第一状态和第二状态。

在本发明所涉及的舵板中，在搭载有舵板的船舶直行时可以成为第一状态，在船舶转弯时可以成为第二状态。在船舶直行时，舵板成为第一状态，由此，抑制基于端板产生的阻力的增加，从而能够提高推动力。另一方面，在船舶转弯时，舵板成为第二状态，从而能够提高舵力。

本发明所涉及的船舶具有舵板，该舵板具备：翼部，沿上下方向延伸；以及端板，设置于翼部，所述船舶能够将舵板切换为端板容纳于翼部的第一状态和端板从翼部展开的第二状态。

根据该船舶，能够实现上述舵板的作用效果。

根据本发明，提供一种能够发挥与状况相符的性能的舵板及船舶。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的舵板的船舶的侧视图。

图2是表示图1的船舶的船尾部分的放大图。

图3是从前侧观察舵板时的图。

图4是从上方观察舵板时的图。

图5是利用操舵机来打开或关闭端板的驱动机构的立体图。

图6是表示变形例所涉及的舵板的图。

图7是表示变形例所涉及的舵板的图。

图中：1-船舶、20、120-舵板，30、130-翼部，40、140-端板。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，在以下的说明中，对相同或者相应部分标注相同的符号，并省略重复说明。

图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的舵板的船舶的侧视图。图2是表示图1的船舶的船尾部分的放大图。如图1所示，本实施方式的船舶1为油轮等，其具备船体2、推动轴系统3及舵4。另外，在以下的说明中，有时将船头侧的方向称为“前”，将船尾侧的方向称为“后”。

船体2在船尾侧具有轮机舱6。轮机舱6是用于配置主发动机等设备的空间。主发动机用于驱动推动轴系统3的螺旋桨。船体2在比轮机舱6更靠船尾侧从上依次具有舵机室7、舵机室下空间8及船尾结构9。舵机室7是用于配置用于操纵舵4的操舵机构和驱动部等的空间。舵机室下空间8是设置于舵机室7的下侧的空间。船尾结构9设置于舵机室下空间8的下侧，是构成推动轴系统3的一部分的部分。另外，在轮机舱6的船头侧设置有泵室、货舱、压载舱等。

如图2所示，舵机室下空间8具有从船体2的船尾侧的后端部2a朝向船头侧向下倾斜的倾斜部8a。因此，船尾结构9的后端部9a配置在比船体2的后端部2a更靠船头侧。船尾结构9的后端部9a具有朝向船尾侧突出的形状，在该突出形状的前端部设置有推动轴系统3的螺旋桨11。

推动轴系统3是产生船舶1的推动力的机构。推动轴系统3设置于船尾结构9。推动轴系统3配置于舵机室下空间8的倾斜部8a的下方，至少在船舶1运行时配置于低于水面的位置。推动轴系统3具备螺旋桨11及旋转轴12。螺旋桨11随着旋转轴12的旋转而旋转，从而朝向后侧产生水流。旋转轴12在船尾结构9内从螺旋桨11朝向船头侧沿水平方向延伸。旋转轴12的船头侧的端部从轮机舱6(参考图1)内的发动机接受旋转力。

舵4是用于转换船舶1行进方向的机构。舵4具备舵板20及旋转轴21。舵板20配置于舵机室下空间8的倾斜部8a的下方，至少在船舶1运行时配置于低于水面的位置。并且，舵板20配置于螺旋桨11的船尾侧且与螺旋桨11对置。

舵板20沿前后方向及上下方向延伸。舵板20的上端部20a连接于旋转轴21。关于舵板20的详细结构进行后述。旋转轴21从舵板20的上端部20a朝向上方延伸。旋转轴21贯穿倾斜部8a而延伸至船体2的内部。旋转轴21延伸至舵机室7并与设置于该舵机室7内的操舵机22连接。通过旋转轴21的旋转，能够使舵板20绕该旋转轴21旋转而改变方向。

另外，操舵机22与控制部25连接。操舵机22根据来自该控制部25的控制信号向被指示的旋转方向旋转被指示的量。在由操作者进行操舵操作时，控制部25向操舵机22发送包括基于其回转方向及回转量的旋转方向及旋转量的信息的控制信号。

接着，参考图2～图4，对本实施方式所涉及的舵板20的结构进行说明。图3是从前侧观察舵板时的图。图4是从上方观察舵板时的图。如图2～图4所示，舵板20具备沿上下方向延伸的翼部30和设置于翼部30的一对端板40、40。

翼部30构成舵板20的主体部。翼部30具有：前端31，在前侧沿上下方向延伸；后端32，在后侧沿上下方向延伸；上端33，在上侧沿前后方向延伸；以及下端34，在下侧沿前后方向延伸(参考图2)。并且，翼部30具有沿上下方向及前后方向延伸的侧面35、35(参考图3及图4)。在此，将与上下方向及前后方向正交的方向称为“横向”。并且，将从侧面35、35朝向舵板20的横向上的中心线CL(参考图3)的方向称为“横向内侧”，将相反的一侧称为“横向外侧”。另外，从上下方向观察时(图4所示的状态)，翼部30可以具有描绘流线形的形状，但在本实施方式中，为了便于理解其结构，对其形状为长方形的例子进行说明。

如图3所示，翼部30的侧面35、35具有占据除了该侧面35、35的下端34附近的区域以外的大致整个区域的主面35a、35a。并且，翼部30的侧面35、35在下端34附近具有台阶部，因此具有台阶面35b、35b和台阶底面35c、35c。台阶面35b、35b从主面35a、35a的下端朝向横向上的翼部30的内侧延伸。台阶底面35c、35c从台阶面35b、35b的横向内侧的端部朝向下方延伸至下端34。主面35a、35a和台阶底面35c、35c形成为大致水平。台阶面35b、35b的横向上的尺寸(即，台阶的深度)可以设定为与端板40的厚度大致相同。台阶面35b、35b及台阶底面35c、35c沿前后方向延伸。台阶面35b、35b及台阶底面35c、35c作为容纳端板40的容纳部36而发挥作用。

端板40、40设置成相对于翼部30可动。端板40、40由安装于翼部30的下端34附近且沿前后方向延伸的带状板材构成。端板40、40的宽度方向上的一侧端部经由旋转部41安装于翼部30。端板40、40的宽度方向上的另一侧端部则作为自由端部40a、40a而能够靠近或远离翼部30。通过采用这种结构，端板40、40能够相对于翼部30绕旋转部41旋转。旋转部41设置于下端34与台阶底面35c、35c之间的角部。旋转部41的旋转轴线配置成沿前后方向延伸。因此，从前后方向观察时，端板40、40的自由端部40a、40a以描绘出将旋转部41的旋转轴线作为中心的圆弧的方式进行旋转。

舵板20在端板40、40容纳于翼部30的第一状态和端板40、40从翼部30展开的第二状态之间进行切换。端板40、40容纳于翼部30的状态是指：端板40、40作为构成翼部30的一部分的部件而组装到该翼部30的状态。因此，在端板40、40容纳于翼部30的状态下，端板40、40实质上不对来自螺旋桨11(参考图2)的水流带来影响，因此端板40、40的功能被停止或者被抑制。端板40、40从翼部30展开的状态是指：端板40、40配置于远离翼部30的位置，从而作为从翼部30独立的部件而配置于水中的状态。因此，在端板40、40从翼部30展开的状态下，端板40、40对来自螺旋桨11(参考图2)的水流带来影响，因此发挥端板40、40的功能。

在本实施方式中，图3中(a)表示第一状态，图3中(b)表示第二状态。在本实施方式中，端板40、40设置成相对于翼部30可动，以便能够在沿着翼部30的侧面35、35配置的第一状态和从翼部30横向延伸的第二状态之间进行切换。并且，通过使端板40、40相对于翼部30旋转，即可切换第一状态和第二状态。

如图3中(a)所示，在第一状态下，端板40、40沿着侧面35、35配置。即，端板40、40配置成以其主面40b、40b和侧面35、35重叠的方式与侧面35、35接触并且沿着侧面35、35延伸的状态。在此，端板40、40容纳于翼部30的容纳部36、36。此时，端板40、40作为填充容纳部36、36的空间的部件而发挥作用。端板40、40的主面40b、40b以与台阶底面35c、35c重叠的方式与台阶底面35c、35c接触。相反侧的主面40c、40c则配置成暴露于水中。主面40c、40c作为与翼部30的主面35a、35a大致连续的面而发挥作用。即，主面40c、40c作为翼部30的侧面35、35的下端34附近区域的一部分而发挥作用。端板40、40的自由端部40a、40a配置成与台阶面35b、35b对置。在该状态下，端板40、40并不会作为对水流增加阻力的部件带来影响(或者，该影响被抑制)。即，第一状态的舵板20与仅由翼部30构成的舵板的相对于水流的阻力大致相同。

如图3中(b)所示，在第二状态下，端板40、40配置成从翼部30横向延伸。即，端板40、40保持在从第一状态以旋转部41、41为中心向下旋转大致90°的位置上。由此，端板40、40从容纳部36、36向翼部30的外部展开，主面40b、40b远离台阶底面35c、35c。由此，端板40、40的主面40b、40b和主面40c、40c均配置成在水中沿水平方向延伸。在第二状态下，端板40、40作为在翼部30的下端34附近相对于翼部30的侧面35、35加大舵面积的部件而发挥作用。在第二状态下，基于端板40、40的流体力学镜像效果，舵板20的纵横尺寸比实质上变得大于第一状态的舵板20的纵横尺寸比，从而能够得到更大的升力(大约增加3～10％)，因此舵力变大，船舶的操纵变得容易。

图4中(a)表示第一状态，图4中(b)表示第二状态。如图4所示，舵板20在搭载有该舵板20的船舶1直行时成为第一状态，在船舶1转弯时成为第二状态。如图4中(a)所示，在船舶1直行时，翼部30成为沿前后方向笔直地延伸的姿势。由此，翼部30成为沿着通过螺旋桨11的旋转而从前方朝向后方的水流W的姿势。此时，由于端板40、40容纳于翼部30中，因此不会对水流W带来影响。由此，舵板20抑制基于端板40、40产生的对水流W的阻力的增加，能够提高推动力。

如图4中(b)所示，在船舶1转弯时，翼部30旋转而成为相对于前后方向倾斜的姿势。由此，翼部30成为相对于水流W倾斜的姿势。此时，由于端板40、40从翼部30展开，因此发挥加大舵面积的作用。由此，舵板20的舵力能够增加与端板40、40的追加相应的量。

如图2所示，船舶1具备：驱动部50，通过使端板40、40打开或关闭，切换第一状态和第二状态；以及相对于驱动部50的动力源51。驱动部50例如为操舵机等电动机、液压缸等。在驱动部50为电动机的情况下，动力源51由电源构成，从而对驱动部50供应电力。在驱动部50为液压缸的情况下，动力源51由泵构成，从而对驱动部50供应工作油。配置虽不受特别限定，但在图2中，驱动部50配置于舵板20的翼部30的内部，动力源51配置于高于水面的舵机室7内。动力源51经由通过旋转轴21内的电线或管道向驱动部50供应电力或工作油。控制部25通过向动力源51发送控制信号，能够控制驱动部50的动作。控制部25在船舶1直行时向操舵机22发送控制信号，使翼部30成为沿前后方向笔直的状态，并向动力源51发送控制信号，使端板40成为容纳于翼部30的第一状态(参考图4中(a))。控制部25在船舶1转弯时向操舵机22发送控制信号，使翼部30成为相对于前后方向倾斜的状态，并且向动力源51发送控制信号，使端板40成为从翼部30展开的第二状态(参考图4中(b))。

下面，参考图5，对用于使端板40打开或关闭的驱动机构的一例进行说明。图5是表示使用马达打开或关闭端板的驱动机构的立体图。在图5中，翼部30中只有构成下端34的壁部用实线示出，其他壁部则用虚线示出。另外，在图5中，为了便于理解驱动机构，将端板40的厚度表示为较薄，将各构成要件之间的间隙也表示为较大以进行强调。旋转部41具备：旋转轴61，固定于端板40；以及轴承部62、62，将旋转轴61的两端支承为能够旋转。旋转轴61的两端部经由在前后方向上彼此对置的台阶面35d、35d而配置于翼部30的内部。在旋转轴61的一个端部设置有锥齿轮66。驱动部50由配置于翼部30的内部的马达63构成。马达63的轴横向延伸，在其前端设置有锥齿轮64。锥齿轮64配置成与旋转轴61的锥齿轮66啮合。由此，马达63的旋转力经由锥齿轮64、66转换为旋转轴61的旋转力。

另外，在使用液压缸作为驱动部50的情况下，可以使液压缸的轴从翼部30的内部经侧面35向外部贯穿，并通过该轴(或者与其连接的连杆机构)进行端板40的打开或关闭。

接着，对本实施方式所涉及的舵板20及船舶1的作用效果进行说明。

本实施方式所涉及的舵板20具备：翼部30，沿上下方向延伸；以及端板40，设置于翼部30，所述舵板20在端板40容纳于翼部30的第一状态和端板40从翼部30展开的第二状态之间切换。

这种舵板20能够在端板40容纳于翼部30的第一状态和端板40从翼部30展开的第二状态之间切换。在端板40展开的状态下，能够增加舵板20的舵力，在端板40容纳于翼部30的状态下，能够抑制基于端板40产生的阻力增加。因此，在舵板20所要求的性能根据状况而不同时，可以使舵板20在第一状态和第二状态之间切换，从而能够应对各种状况。由此，舵板20能够发挥与状况相符的性能。

在本实施方式所涉及的舵板20中，端板40设置成相对于翼部30可动，以便能够在沿着翼部30的侧面35而配置的第一状态和从翼部30横向延伸的第二状态之间进行切换。如此，在第一状态下，由于端板40沿着翼部30的侧面配置，因此无需对翼部30设置复杂的结构即可将端板40容纳于翼部30。例如，在后述的图7所述的舵板120中，需要设置用于容纳端板140的内部结构及密封结构，但在本实施方式所涉及的舵板20中，仅通过使端板40沿着侧面35配置，就能够将端板40容纳于翼部30。并且，与使端板向下方延伸的结构(图7所述的结构)相比，这种结构能够避免船体的最低部(底部)变低，因此不影响吃水限制。

在本实施方式所涉及的舵板20中，通过使端板40相对于翼部30进行旋转，从而切换第一状态和第二状态。由此，端板40通过简单的动作即可迅速地切换第一状态和第二状态。

在本实施方式所涉及的舵板20中，在搭载有舵板20的船舶1直行时成为第一状态，在船舶1转弯时成为第二状态。在船舶1直行时，舵板20成为第一状态，由此抑制基于端板40产生的阻力的增加，从而能够提高推动力。另一方面，在船舶1转弯时，通过使舵板20成为第二状态，能够提高舵力。

本实施方式所涉及的船舶1搭载有上述舵板20。

根据该船舶1，能够实现上述舵板20的作用效果。

本发明并不只限于上述实施方式。

在上述实施方式中，在第二状态下，端板40、40配置成横向延伸。取而代之，如图6中(a)所示，在第二状态下，端板40、40也可以配置成向下方延伸。此时，端板40、40从第一状态以旋转部41为中心旋转大致180°，从而使自由端部40a、40a朝向下方配置。在这样配置的情况下，与第一状态相比，端板40、40也能够加大舵板20的舵面积，因此能够增加舵力。

并且，在上述实施方式中，翼部30具有容纳部36，在第一状态下，通过使端板40、40容纳于容纳部36，从而使端板40、40容纳于翼部30。取而代之，如图6中(b)所示，也可以采用无容纳部36的翼部30。该翼部30可以在下端34附近也具有主面35a、35a。在第一状态下，端板40、40以其主面40b、40b与主面35a、35a重叠的方式与主面35a、35a接触。端板40、40成为从主面35a、35a突出与该端板40、40的厚度相应的量的状态。在这种状态下，也能够将基于端板40、40产生的阻力抑制为较低。即，这种状态也相当于端板40、40容纳于翼部30的状态。

并且，在上述实施方式中，端板40、40设置成相对于翼部30可动，以便能够在沿着翼部30的侧面35、35配置的第一状态和从翼部30横向延伸的第二状态之间进行切换。取而代之，也可以采用如图7所述的舵板120。如图7所示，端板140设置成相对于翼部130可动，以便能够在容纳于翼部130内的第一状态和从翼部130的下端134突出且沿上下方向延伸的第二状态之间进行切换。如图7中(a)所示，在第一状态下，端板140配置于翼部130的内部空间SP的内侧。端板140在内部空间SP与配置于上侧的液压缸150连接。另外，在液压缸150与端板140之间设置有壁部136。液压缸150的轴151以确保密封性的状态贯穿壁部136。由此，壁部136能够防止从下端134的开口部进入翼部130的内部空间SP的下侧区域的海水进入配置有液压缸150的区域。如图7中(b)所示，端板140被液压缸150的轴151推压而向下方移动。由此，端板140成为从翼部130的下端134的开口部朝向下方延伸的状态。即，通过使端板140相对于翼部130滑动，切换第一状态和第二状态。

如此，在变形例所涉及的舵板中，端板140设置成相对于翼部130可动，以便能够在容纳于翼部130内的第一状态和从翼部130的下端突出且沿上下方向延伸的第二状态之间进行切换。如此，由于在第一状态下端板140容纳于翼部130内，因此能够进一步减少基于端板140产生的阻力的影响。

在变形例所涉及的舵板中，通过使端板140相对于翼部130进行滑动，切换第一状态和第二状态。由此，端板140通过简单的动作即可迅速切换第一状态和第二状态。

并且，在上述实施方式及变形例中，在翼部内设置有用于移动端板的驱动部。取而代之，也可以采用驱动部设置于船体2侧的结构。例如，可以将操舵机或液压缸等驱动部设置于舵机室7，并使驱动部的驱动力通过连杆机构或齿轮机构等的组合传递至端板。这种驱动力的传递机构可以通过旋转轴21内。并且，还可以设置将操舵机22(参考图2)对舵板的旋转力经由连杆机构或齿轮机构转换成端板的驱动力的转换机构。由此，在船舶转弯时，在操舵机22旋转舵板的时刻能够使端板展开。

并且，在上述实施方式及变形例中，仅在下端设置有端板，但是，取而代之可以在上端设置端板，或者除了在下端设置端板之外，还可以在上端设置端板。此时，对上端的端板也可以采用与上述端板相同宗旨的切换结构。或者，也可以仅对上端的端板和下端的端板中的一个短板采用切换结构。

并且，在上述实施方式中，作为最优选的实施方式，船舶采用了油轮，但是，本发明还可以应用于除了油以外还可以装载矿石或煤等固态货物(散装货轮)的兼用船。

Claims (7)

1.一种舵板，其具备：

翼部，其沿上下方向延伸；以及

端板，其设置于所述翼部的下端，

所述舵板的特征在于，

在所述端板容纳于所述翼部的第一状态和所述端板从所述翼部展开的第二状态之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的舵板，其特征在于，

所述端板设置成相对于所述翼部可动，以便能够在沿着所述翼部的侧面配置的所述第一状态和从所述翼部横向延伸的所述第二状态之间进行切换。

3.根据权利要求2所述的舵板，其特征在于，

通过使所述端板相对于所述翼部进行旋转，从而切换所述第一状态和所述第二状态。

4.根据权利要求1所述的舵板，其特征在于，

所述端板设置成相对于所述翼部可动，以便能够在容纳于所述翼部内的所述第一状态和从所述翼部的下端突出且沿所述上下方向延伸的所述第二状态之间进行切换。

5.根据权利要求4所述的舵板，其特征在于，

通过使所述端板相对于所述翼部进行滑动，从而切换所述第一状态和所述第二状态。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的舵板，其特征在于，

在搭载有所述舵板的船舶直行时成为所述第一状态，所述船舶转弯时成为所述第二状态。

7.一种船舶，其具有舵板，该舵板具备沿上下方向延伸的翼部和设置于所述翼部的下端的端板，所述船舶的特征在于，

所述舵板能够在所述端板容纳于所述翼部的第一状态和所述端板从所述翼部展开的第二状态之间进行切换。

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