JP2008120370A - 船舶用舵 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的な操舵性を確保しつつラダーフィンを所定以上の圧力、衝撃等で破壊するよう設定して本体の破壊を防止することができる船舶用舵を提供すること。
【解決手段】推進軸に着装された推進プロペラが配向された舵板１５を備えて成り、該舵板１５における前記推進軸の軸方向へ延設された洋ナシ型或いは飛行船型のラダーフィンが設けられている船舶用舵において、前記ラダーフィンの壁面部を複数の壁面構成部材３０で構成して該壁面部に予定破壊線４０或いは予定破壊箇所を形成し、前記ラダーフィンを所定以上の圧力或いは衝撃により破壊せしめた。
【選択図】図２

Description

本発明は、推進軸に着装された推進プロペラが配向された舵板を備えて成り、該舵板における前記推進軸の軸方向へ延設された洋ナシ型或いは飛行船型のラダーフィンが設けられている船舶用舵に関する。

今日では、船舶用の舵の推進プロペラ近傍にいわゆるコスタバルブラダー（Costa-Birne）がしばしば取り付けられている。このコスタバルブラダーは、舵板の推進プロペラの軸中心線上の範囲に湾曲部として形成され、ラダーフィンとして機能する。ここで、ラダーフィンとは、推進プロペラ後流により僅かな渦が生じる程度にまで推進プロペラ後流との接触面を延長させるものである。

尚、このようなコスタバルブラダーは例えば特許文献１〜３に開示されている。

コスタバルブラダーの効果は、その膨らんだ形状に起因しており、その舵或いは舵板から突出した形状により好ましい流線が得られる。但し、コスタバルブラダーは、舵板の側方に突出して設けられており、所定以上の圧力、衝撃等が負荷された際には、舵板本体に危険が及ぶ前の直接の危険領域を形成している。
独国特許出願公開第１９８４４３５３号明細書 独国実用新案出願公開第８４２３８２８号明細書 独国実用新案出願公開第８２２４２３８号明細書

しかしながら、コスタバルブラダーは、このコスタバルブラダーに作用する圧力、衝撃等を舵板本体にも伝達してしまい、舵板本体にも圧力、衝撃等が作用して舵板本体も破損してしまう危険性があるという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、効率的な操舵性を確保しつつラダーフィンを所定以上の圧力、衝撃等で破壊するよう設定して本体の破壊を防止することができる船舶用舵を提供することにある。

上記目的を達成するため、舵板をラダーフィンを境に上部と下部の２部分に分割するとともに、これら上部及び下部の流れ方向の断面を互いに一致させるか、或いは相違させると好ましい。この際、上部及び下部それぞれの流れ方向軸中心線とラダーフィンの流れ方向軸中心線を一致させずに所定の角度ずらして設定しても好ましい。

又、前記所定の角度（α）を、上部（Ａ）及び下部（Ｂ）それぞれで互いに異ならせて設定すると好ましい。

更に、ラダーフィンに予定破壊箇所を形成し、当該ラダーフィンを所定以上の圧力或いは衝撃により破壊せしめるようにすると好ましい。その際、予定破壊箇所を予定破壊線として形成すると更に好ましい。そして、この予定破壊線を、流れ方向及び／又は該流れ方向と直角な方向へ配設しても良く、又、網目状に配設しても良い。尚、予定破壊箇所或いは予定破壊線を切欠き状又は破線状に形成するのも好ましい。

ところで、ラダーフィンを金属材料、非金属材料又は金属材料と非金属材料の混成物で形成すると好ましく、この際、炭素繊維複合材料、グラファイトファイバー又はグラスファイバーが混成された繊維複合材料、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド、ポリアセテート等のポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂材で形成するのも好ましい。

又、ラダーフィンを、シェル構造を有する２つの構成部材で構成するとともに、これら２つの構成部材を、これらの長手方向外縁部で予定破壊線に沿って舵板の両外壁面に固定する一方、推進プロペラと対向する前記構成部材の前端側外縁部で予定破壊線に沿って舵板に着脱可能に設けられた構成部材に結着させると好ましい。

その他の好ましい本発明の形態は従属請求項に記載されている。

本発明によれば、ラダーフィンが所定以上の圧力、衝撃等により破壊するよう設定されているため、舵板本体の損傷を防止することができる。尚、従来の舵板に本発明によるラダーフィンを取り付けることも可能である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は推進プロペラ１２及び舵１３が付設された船舶１０の船尾部１１を示している。舵１３は洋ナシ型或いは飛行船型のラダーフィン２０を有する舵板１５を備えており、このラダーフィン２０は、中空体として形成されて舵板１５に統合されて設けられるとともに、この舵板１５の外壁面１５ａ，１５ｂ（図２）に固定された複数の部材２１，２２（図５）から成っている。ここで、ラダーフィン２０を中空体ではなく中実体として形成しても良い。

尚、コスタバルブラダーとも呼ばれる、湾曲部としてのラダーフィン２０は、舵板１５の推進プロペラ１２の軸中心線上の範囲に形成されている。

ところで、ラダーフィン２０は圧力、衝撃等により破壊するよう形成されており、このように自ら破壊するために、ラダーフィン２０の壁面部２５は、切欠き状又は破線状に形成された予定破壊線４０に沿って各壁面構成部材３０を互いに結合させて構成されている（図６）。この予定破壊線４０は、ラダーフィン２０の長手方向及び／又は該長手方向に対して直角方向に配されて前記壁面部２５上に形成されているが、不規則に形成させても良く、又、網目状に形成させることもできる。

尚、予定破壊線４０は、ラダーフィン２０の表面において凸部、凹部、溝等のない、滑面で形成されている。

而して、本発明においては、基本的に舵板１５のラダーフィン２０が圧力、衝撃等により破壊或いは分解するように形成されているため、舵板１５本体には過剰な負荷がかからず、舵板１５の重大な損傷又は破壊が回避される。

図２は舵板１５をラダーフィン２０と共に示す図であり、ラダーフィン２０が２つの構成部材５０，５１及びドーム状部材５５で構成されている。ここで、構成部材５０，５１はラダーフィン２０の両側に配設され、ドーム状部材５５は略半球状に形成されて前端部、即ち推進プロペラ１２と対向する位置に配設されている。

尚、矢印Ｘ，Ｘ１，Ｘ２はそれぞれ構成部材５０，５１及びドーム状部材５５の解離方向を示している。

而して、ラダーフィン２０の構成部材５０，５１及びドーム状部材５５は、基本的にシェル構造を有しており、好ましくは中実体ではなく中空体として形成されている。又、構成部材５０，５１は、それらの長手方向外縁部５０ａ，５１ａで予定破壊線４０に沿って舵板１５の両外壁面１５ａ，１５ｂに固定されており、一方、推進プロペラ１２と対向する前端側外縁部５０ｂ，５１ｂは予定破壊線４０に沿って舵板１５に着脱可能に設けられた前記ドーム状部材５５に結着されている（図２及び図３参照）。

更に、図２に示すように、舵板１５は均等に形成されずに上部Ａと下部Ｂから成っており、これら上部Ａ及び下部Ｂは、船首方向に見て少なくともそれらの前端部でそれぞれ左右に偏った曲率を有している。即ち、上部Ａ及び下部Ｂを上からの平面で見れば、上部Ａ及び下部Ｂはそれらの前端部において一致せずトング状或いは略ｙ字状となっている。

又、上部Ａ及び下部Ｂそれぞれの軸中心線ＬＭ１は、互いに一致せず平行でもなく、所定の角度αをなすよう設定されている。更に、これら軸中心線ＬＭ１はラダーフィン２０の軸中心線ＭＬとも重ならないよう設定されている。

図３は舵板１５を前記構成部材５０，５１及びドーム状部材５５と共に示す図であり、本実施の形態では上部Ａと下部Ｂの曲率が相違するため、これら上部Ａ及び下部Ｂそれぞれの前端部で互いの軸中心線ＬＭ１が、流れ方向に見て、ラダーフィン２０の軸中心線ＭＬの外側に位置している。

尚、詳しく説明しないが、上部Ａ及び下部Ｂを一致させて構成しても良く、これら上部Ａ及び下部Ｂの軸中心線ＬＭ１をラダーフィン２０の軸中心線ＭＬに対して互いに同じ角度となるように設定しても良いし、或いは上部Ａ及び下部Ｂの軸中心線ＬＭ１をラダーフィン２０の軸中心線ＭＬと一致させても良い。

図８及び図９はそれぞれ舵板１５の上方及び下方から見た平面図であり、図示のように、舵板１５の軸中心線ＬＭ１とラダーフィン２０の軸中心線ＭＬが互いに角度αをなしている。

図４はラダーフィン２０を備えた舵板１５を左後方から見た図であり、ここでも上部Ａ及び下部Ｂが区別されており、それらの後端部７５においては両者が一致している一方、前端部７０，７１は相違している（図２参照）。

図５及び図７は舵板１５をそれぞれ後方及び前方から見た図であり、ラダーフィン２０が明確に認識できる。

図６は舵板１５をラダーフィン２０と共に示す図であり、図示のラダーフィン２０には、圧力、衝撃等により適切な破壊ができるよう、予定破壊箇所が配されている。この予定破壊箇所は、好ましくは予定破壊線４０として形成され、ラダーフィン４０の表面に縦横に配されている。ここで、予定破壊線４０を切欠き状或いは破線状に形成して網目状にラダーフィン４０の表面に配設すると特に好ましい。

図８及び図９には舵板１５の流れ方向の断面１６が示されており、その軸中心線ＬＭ１はラダーフィン２０の軸中心線ＭＬに対して角度αをなしている。従って、推進プロペラ１２に対向する舵板１５の前面部７０はラダーフィン２０の軸中心線ＭＬの外側に位置することとなる。

ところで、ラダーフィン２０は金属材料で形成されるのが好ましいが、好ましくはカーボンファイバー、グラファイトファイバー及び／又はグラスファイバーが混成された炭素繊維複合材料等の非金属材料で形成しても良いし、金属材料と非金属材料の混成物で形成しても良い。

更に、ラダーフィン２０は合成樹脂で形成することも可能であり、この際、ポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド、ポリアセテート等のポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂材で形成される。尚、これらの材料は通常平滑度が高く、水との抵抗を低減するのに適している。

又、ラダーフィン２０を備える舵板１５を完全懸吊式舵（吊り舵）として構成すると好ましく、更に、ラダーフィン２０を舵板１５と一体的に形成するか、或いはラダーフィン２０を半分だけ舵板１５の両側面に固着させることも可能である。

而して、図２〜図４に示すように、前記上部Ａ及び下部Ｂのぞれぞれ推進プロペラ１２と対向する前面部７０，７１は、前面部７０が左舷ＢＢ方向へ、前面部７１が右舷ＳＢ方向に偏って設けられている。ここで、上記とは逆に、前面部７０を右舷ＳＢ方向へ、前面部７１を左舷ＢＢ方向に偏って設けても良い（ツイストラダー）。尚、舵板１５の両外壁面１５ａ，１５ｂは互いに推進プロペラ１２と反対側の後端部７５において合流して一致する。

即ち、上部Ａ及び下部Ｂのそれぞれ前面部７０，７１が互いに右舷ＳＢ又は左舷ＢＢに偏って設けられているため、上部Ａ及び下部Ｂの断面を鏡面対称に形成することができる。

上記のような互いに鏡面対称な２つの断面を有する舵板１５によれば、気泡の発生を防止できるとともに、高出力推進プロペラによる高速船で生じるキャビテーションによる舵の浸食を防止することができる。

又、キャビテーションの防止以外にも、舵板１５の形状を最適化して燃費向上が図れる上、効率の向上にも寄与することができる。そして、重量の軽減も達成することができる。

推進プロペラと洋ナシ型のラダーフィンを備えた舵板が付設された船舶の船尾部を示す図である。 ３つの構成部材から成るラダーフィンの破壊時におけるこれら３つの構成部材の解離状態を示す図である。 ラダーフィンの破壊時における舵板の正面図である。 ラダーフィンを備えた舵板を示す図である。 ラダーフィンを備えた舵板の背面図である。 ラダーフィンを備えた舵板の側面図である。 ラダーフィンを備えた舵板の正面図である。 ラダーフィンを備えた舵板の上から見た平面図である。 ラダーフィンを備えた舵板の下から見た平面図である。

符号の説明

１０ 船舶
１１ 船尾部
１２ 推進プロペラ
１３ 舵
１５ 舵板
１５ａ，１５ｂ 舵板外壁面
１６ 断面
２０ ラダーフィン
２１，２２ 部材
２５ ラダーフィン壁面部
３０ ラダーフィン壁面構成部材
４０ 予定破壊線
５０ａ，５１ａ 長手方向外縁部
５０ｂ，５１ｂ 前端側外縁部
５０，５１ 構成部材
５５ ドーム状部材
７０，７１ 舵板前面部
７５ 舵板後端部
ＢＢ 左舷
ＳＢ 右舷
ＬＭ１ 舵板の軸中心線
ＭＬ ラダーフィンの軸中心線

Claims (12)

1. 推進軸に着装された推進プロペラ（１２）が配向された舵板（１５）を備えて成り、該舵板（１５）における前記推進軸の軸方向へ延設された洋ナシ型或いは飛行船型のラダーフィン（２０）が設けられている船舶用舵において、
   前記ラダーフィン（２０）の壁面部（２５）を複数の壁面構成部材（３０）で構成して該壁面部（２５）に予定破壊線（４０）或いは予定破壊箇所を形成し、前記ラダーフィン（２０）を所定以上の圧力或いは衝撃により破壊せしめることを特徴とする船舶用舵。
2. 前記舵板（１５）を前記ラダーフィン（２０）を境に上部（Ａ）と下部（Ｂ）の２部分に分割するとともに、これら上部及び下部の流れ方向の断面を互いに一致させるか、或いは相違させたことを特徴とする請求項１記載の船舶用舵。
3. 前記上部（Ａ）及び前記下部（Ｂ）それぞれの流れ方向軸中心線（ＬＭ１）と前記ラダーフィンの流れ方向軸中心線（ＭＬ）を一致させずに所定の角度（α）ずらして設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の船舶用舵。
4. 前記所定の角度（α）を、前記上部（Ａ）及び前記下部（Ｂ）それぞれで互いに相違させて設定したことを特徴とする請求項３記載の船舶用舵。
5. 前記予定破壊線（４０）或いは予定破壊箇所を切欠き状又は破線状に形成したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の船舶用舵。
6. 前記予定破壊線（４０）或いは予定破壊箇所を、流れ方向及び／又は該流れ方向と直角な方向へ、或いは不規則に前記ラダーフィン（２０）上に配設したことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の船舶用舵。
7. 前記予定破壊線（４０）を前記ラダーフィン（２０）上で網目状に配設したことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の船舶用舵。
8. 前記ラダーフィン（２０）をシェル構造を有する２つの構成部材（５０，５１）で構成するとともに、これら２つの構成部材（５０，５１）を、これらの長手方向外縁部（５０ａ，５１ａ）で前記予定破壊線（４０）に沿って前記舵板（１５）の両外壁面（１５ａ，１５ｂ）に固定する一方、前記推進プロペラ（１２）に対向する前記構成部材（５０，５１）の前端側外縁部（５０ｂ，５１ｂ）を前記予定破壊線（４０）に沿って前記舵板（１５）に着脱可能に設けられたドーム状部材（５５）に結着させたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の船舶用舵。
9. 前記舵板（１５）がその流れ方向の断面（１６）を備え、該断面の軸中心線（ＬＭ１）を前記ラダーフィン（２０）の軸中心線（ＭＬ）に対して所定の角度（α）をなして設定し、前記推進プロペラ（１２）に対向する前記舵板（１５）の前記上部（Ａ）と前記下部（Ｂ）にそれぞれ対応する第１及び第２の前面部（７０，７１）を、前記ラダーフィン（２０）の軸中心線（ＭＬ）の外側に位置させたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の船舶用舵。
10. 前記ラダーフィン（２０）とその構成部材（５０，５１）を、炭素繊維複合材料或いはグラファイトファイバー又はグラスファイバーが混成された繊維複合材料のような非金属材料、金属材料、金属材料と非金属材料の混成物又は合成樹脂で形成したことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の船舶用舵。
11. 前記ラダーフィン（２０）をポリオキシメチレン、ポリホルムアルデヒド、ポリアセテートのようなポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂材で形成したことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の船舶用舵。
12. 前記第１及び第２の前面部（７０，７１）をそれぞれ左舷（ＢＢ）側、右舷（ＳＢ）側へずらして配向するか、又は前記第１及び第２の前面部（７０，７１）をそれぞれ右舷（ＳＢ）側、左舷（ＢＢ）側へずらして配向する一方、前記両外壁面（１５ａ，１５ｂ）を互いに前記推進プロペラ（１２）と反対側の後端部（７５）において合流せしめて一致させたことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の船舶用舵。

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