JP2572150Y2 - 船舶用舵 - Google Patents

船舶用舵

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JP2572150Y2
JP2572150Y2 JP1991021800U JP2180091U JP2572150Y2 JP 2572150 Y2 JP2572150 Y2 JP 2572150Y2 JP 1991021800 U JP1991021800 U JP 1991021800U JP 2180091 U JP2180091 U JP 2180091U JP 2572150 Y2 JP2572150 Y2 JP 2572150Y2
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rudder
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spray
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惟夫 山野
泰典 岩崎
和典 田口
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、船舶用舵に関し、特に
造波抵抗やスプレー抵抗を低減し得る船舶用舵に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】中・大型の船舶の舵に関して、船速の割
りに舵の前後方向長さが比較的小さくまた舵はプロペラ
後流中にあるため、舵におけるフルード数はかなり大き
くなり、舵の造波抵抗及びスプレー抵抗が相当大きくな
ることが知られている。これら造波抵抗やスプレー抵抗
が問題となるのは、船舶が軽荷状態にあって舵が軽荷状
態水線面を貫通しているときであり、この場合舵の前縁
部において水中の圧力が増し上昇流を伴って自由表面に
大きな波が発生し、同時に舵の水線面を貫く前縁からス
プレーが発生して抵抗増加要因となる。
【0003】舵(ラダーホーン式舵ではそれも含む)
は、通常流線型断面状に形成されてはいるが、舵に作用
する操舵力が大きいため強度上の要求から舵の幅(翼
厚)も大きくなる関係上、舵自体の形状抵抗を低減する
ことは容易ではなく、これまで舵の造波抵抗を低減し得
る有効な技術は殆ど実用化されていない。また、通常の
船舶の舵においては、その前縁の前傾角は約70〜80
度と大きく形成されているので、水流に対する舵前縁の
突入角が舵の流線型断面の前端の突入角と略等しい大き
な値となり、大きなスプレーが発生するが、このスプレ
ーに起因するスプレー抵抗を低減する有効な技術は未だ
実用化されていない。
【0004】ところで、実開昭63−170400号公
報には、1軸プロペラ船のダブルフラップラダーにおけ
るフラップラダーの前部と側部に複数の整流用フィンを
高さ方向適当間隔おきに設け、渦流状のプロペラ後流を
整流することにより抵抗低減を図るようにしたフィン付
きダブルフラップラダーが提案されている。また、実開
平1−65793号公報には、流線型舵の上端部に上方
突状のトンネルフィンを設け、プロペラ後流の吹上流を
規制することにより転舵性能の向上と抵抗減少を図るよ
うにしたトンネルフィン付き舵構造が提案されている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】舵に起因する造波抵抗
とスプレー抵抗に関して、従来の一般的流線型舵では、
舵前部の形状抵抗が大きく水中の圧力上昇に伴う上昇流
が自由表面に現れて波が発生することになるが、舵の前
縁部の水線面に近い位置で水流の上昇は全く規制されな
いので水中の圧力上昇に相当する波が生じ、それが造波
抵抗となる。一方、従来の舵では舵前縁の前傾角が70
〜80度と大きいので、舵上端側部分の前後長さ(翼舷
長)を大きく出来ず、強度上の要求から舵の翼厚が大き
くなり形状抵抗が大きくなる。
【0006】前記実開昭63−170400号公報の技
術では、ダブルフラップラダーの各々に5組の表面積の
大きな整流用フィンを設けるので、粘性抵抗の増加を招
き、抵抗減少の作用が著しく相殺されてしまうことか
ら、実用に適するものとは言い難い。前記実開平1−6
5793号公報の技術では、舵の上端部にトンネルフィ
ンを設けるので、軽荷状態のときにトンネルフィンは水
線面よりも上方に位置するので、軽荷状態のときの抵抗
減少作用は全く期待出来ない。
【0007】本考案の目的は、軽荷状態における舵の
プレー抵抗を低減し得るような船舶用舵、及び舵のスプ
レー抵抗と造波抵抗を低減し得るような船舶用舵を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る船舶用舵
は、船舶用の舵において、舵の前縁と船体との間に間隔
が空くように舵を配置し、舵の前縁のうち、少なくとも
軽荷状態水線面を貫通する部分及びその近傍部分を、
面視でほぼストレート状に形成し且つ主に舵のスプレー
抵抗減少の為に65度以下の前傾角となるように形成す
るとともに鋭角的な突入角となるように尖った形状に形
成したものである。
【0009】請求項2に係る船舶用舵は、請求項1の発
明において、軽荷状態水線面の下方近傍位置で、舵の前
縁部及び少なくとも前部の側部に、舵の表面から所定幅
を有する略水平状の水流規制板であって舵の造波抵抗減
少の為の水流規制板を設けたことを特徴とするものであ
る。
【0010】
【作用】請求項1に係る船舶用舵においては、舵の前縁
と船体との間に間隔が空くように舵が配置され、舵の前
縁のうち、少なくとも軽荷状態水線面を貫通する部分及
びその近傍部分を、側面視でほぼストレート状に形成し
且つ主に舵のスプレー抵抗減少の為に65度以下の前傾
角となるように形成するととに鋭角的な突入角となるよ
うに尖った形状に形成したので、軽荷状態水線面を貫通
する部分において水流に対する舵前縁の突入角が従来の
舵に比較して格段に小さくなりスプレー及び波の発生が
抑制され、スプレー抵抗減少作用と造波抵抗減少作用が
得られる。更に、前記のように、前傾角を小さくした分
だけ舵の上端側部分における前後長さ(翼舷長)を拡大
できるので、それに応じて舵の強度を低下させずに舵の
幅(翼厚)を小さくして、舵自体の形状抵抗を小さくし
て造波抵抗を低減することが出来る。
【0011】請求項2に係る船舶用舵においては、軽荷
状態水線面の下方近傍位置で、舵の前縁部及び少なくと
も前部の側部に、舵の表面から所定幅を有する略水平状
の水流規制板であって舵の造波抵抗減少の為の水流規制
板を設けたので、舵の前縁部及び前部の側部の水線面近
くにおいて水流規制板により上昇流が規制されて波の発
生が抑制されるので、造波抵抗減少作用が得られる。
【0012】
【考案の効果】前記作用の項で説明したように、次のよ
うな効果が得られる。請求項1に係る船舶用舵によれ
ば、舵の前縁のうち、少なくとも軽荷状態水線面を貫通
する部分及びその近傍部分を、側面視でほぼストレート
状に形成し且つ主に舵のスプレー抵抗減少の為に65度
以下の前傾角となるように形成するという簡単な構成に
よって、軽荷状態水線面を貫通する部分において水流に
対する舵前縁の突入角を従来の舵に比較して格段に小さ
くしてスプレー及び波の発生を抑制することが出来る。
これにより、スプレー抵抗を大幅に減少させることが出
来、同時に造波抵抗を減少させることが出来る。更に、
前傾角を小さくした分だけ舵の上端側部分における前後
長さ(翼舷長)を拡大できるので、それに応じて舵の強
度を低下させずに舵の幅(翼厚)を小さくして、舵自体
の形状抵抗を小さくすることが出来る。
【0013】請求項2に係る船舶用舵によれば、軽荷状
態水線面の下方近傍位置で、舵の前縁部及び少なくとも
前部の側部に、舵の表面から所定幅を有する略水平状の
水流規制板であって舵の造波抵抗減少の為の水流規制板
を設けるという簡単な構成によって、舵の前縁部及び前
部の側部の水線面近くにおいて上昇流を規制して波の発
生を抑制することが出来る。これにより、舵の造波抵抗
を大幅に減少させることが出来る。その他請求項1と同
様の効果を奏する。
【0014】
【実施例】以下、本考案の実施例について図面に基づい
て説明する 実施例は、中型乃至大型タンカーに設け
られた舵に本考案を適用した場合の実施例であり、図1
〜図に示すように、タンカー1のプロペラ2の後方に
は舵3が配設され、舵3は船体の船尾部4の上部に垂設
状に固着されたラダーホーン5とこのラダーホーン5に
支持された舵本体6とからなり、舵本体6は図示外の操
舵装置によりラダーホーン5に対して略鉛直の支軸回り
に回動操作される。舵3の抵抗を極力小さくする為に、
舵3の断面は図3に示すように翼形の流線型断面に形成
され、前記ラダーホーン5は通常鋳造品で構成されまた
舵本体6は実際には中空状に形成されている。また、通
常のタンカーと同様に、ラダーホーン5の前縁10と船
尾部4との間に間隔が空くようにラダーホーン5が配置
されている。
【0015】図示の水線面WLは軽荷状態水線面であ
り、タンカー1が軽荷状態のときに舵3の上部約1/3
部分は水線面WL上に露出する関係上、水線面WLを貫
通する舵3により波とスプレーとが発生する。前記波の
発生による舵3の造波抵抗を低減する為、水線面WLの
下方近傍位置で、ラダーホーン5の前縁部と側部に亙っ
てラダーホーン5の表面から約350mmの幅Bを有す
る水平状の水流規制板7がラダーホーン5に固着されて
おり、水線面WLから水流規制板7までの距離Hは約6
00〜800mmに設定されている。前記水流規制板7
は例えば30〜50mmの厚さの鋼板からなり、それが
ラダーホーン5に溶接やボルトにより固着されるが、水
流規制板7の幅Bは200〜500mm程度の範囲に設
定することが望ましい。
【0016】舵3から発生する波は、舵3の前縁部とそ
の近傍部から発生することから、舵3の前部に位置する
ラダーホーン5の前縁部と側部とに亙って設ければ十分
である。但し、軽荷状態水線面WLが複数段に亙って変
動する船舶の場合には、複数の軽荷状態水線面に対応す
る複数段の位置に夫々水流規制板7を前記同様に設けて
もよい。前記のように、水流規制板7を水平に配設せず
に、図に示すように水平面に対して迎角Aをもたせて
配設してもよいし、また図に示すように側面視にて全
体的に翼型状のフィンからなる水流規制板7を迎角をも
たせて配設してもよい。
【0017】図4と図5に示すように、タンカー1が軽
荷状態で航行する場合に、舵3が軽荷状態水線面WLを
貫通する状態になることから、舵3の前縁のうち、水線
面WLを貫く部分からスプレーが発生してスプレー抵抗
となる。このスプレー抵抗と造波抵抗を低減する為に、
舵3の一部をなすラダーホーン5の前縁10のうち、水
線面WLより高さDだけ低い位置から上方の部分を、
面視でほぼストレート状で且つ65度以下の前傾角とな
るように形成してある。但し、高さDは約500〜15
00mm程度の値である。
【0018】通常の船舶の舵の場合には、図4に2点鎖
線10Pで示すように、ラダーホーン5の前縁の前傾角
Iは約70〜80度の値に設定されているが、本実施例
の舵3では前傾角Iを65度以下に小さくして水流に対
するラダーホーン5の前縁10の突入角Wa(図5参
照)を小さくするとともに、図3との比較からも判るよ
うにラダーホーン5の前縁10の形状を図5に示すよう
に鋭角的に尖った形状に形成して突入角Waを極力小さ
くしてある。 前記のように、前傾角Iを65度以下に設
定するのは、前傾角Iが65度より大きい場合には前傾
角Iを小さくしたことによる突入角Wa縮小の効果が不
十分となり、スプレー抵抗低減の作用が殆ど期待できな
いからである。
【0019】次に、この舵3の作用について説明する。
タンカー1の船速はそれほど大きくなくとも、船速に対
して舵3の前後長さ(翼舷長)が短く、また舵3はプロ
ペラ後流中にあるので、舵3におけるフルード数は非常
に大きくなることから、舵3による造波作用が起こるこ
とになる。即ち、水流中において舵3の前縁近傍部の抵
抗作用により水中の圧力が増加しその圧力増加による上
昇流が発生し、それが自由表面に現れて波が発生する。
従来の舵のように、水流規制板7を設けない場合には図
2に点線8で図示のように波が発生することになるが、
水流規制板7設けると、この水流規制板7によって上昇
流の水線面WLの方への上昇が抑制されて舵3の近傍に
おける水線面WLの近くの流れは水平方向に向けられ、
造波作用が著しく低下し、図2に点線9で示すように小
さな波になる。つまり舵3の造波抵抗が著しく低減する
ことになる。
【0020】このように、水流規制板7は、舵3の前縁
近傍部における水中の上昇流を抑制する為のものなの
で、水流規制板7の形状は図示のものに限るものではな
く、舵3の表面から一定幅に形成する必要はないが、幅
Bを過大に設定すると水流規制板7の表面積が大きくな
って粘性抵抗の増加を招くので幅Bとしては約350〜
500mm程度の値にするのが望ましい。前記幅Bが過
小の場合には水流規制作用が低減することはいうまでも
ない。そして、水流規制板7の高さ位置Hは、前記60
0〜800mm の値に限るものではなく、水線面WL
の極く近くに配設してもよく、また、図示の水流規制板
7はラダーホーン5のみに設けられているが、操舵時に
ラダーホーン5側の水流規制板7と干渉しないように、
それよりも一段低い位置において舵本体6の側部にも水
流規制板7を設けてもよい。
【0021】また、舵3におけるフルード数はかなり大
きくなることから、舵3の前縁10のうち、水線面WL
を貫く部分からスプレーが発生し、そのスプレーを発生
させるエネルギーがスプレー抵抗となる。従来の舵のよ
うに、その前縁の前傾角を70〜80度もの大きな値に
設定すると、舵の抵抗が大きくなり、図に点線11で
示すように大きなスプレーが発生することになるが、本
実施例の舵3においては舵3の前縁10の前傾角Iを6
5度以下に小さく設定するので、舵3の前縁10の水流
に対する突入角Waが小さくなって舵3の形状抵抗が小
さくなるうえ、舵3の前縁部を鋭角的に尖らせることで
突入角Waを更に小さくしてあるので舵3の形状抵抗が
更に小さくなる。これにより、スプレーの発生が著しく
抑制され、図に2点鎖線12で示すように小さなスプ
レーだけが発生するようになる。
【0022】前記のように、舵3の前縁10のうち、水
線面WLを貫く部分からスプレーが発生することから、
舵3の前縁10のうち水線面WLを貫く部分及びその近
傍部分の前傾角Iを65度以下に形成すればよいが、軽
荷状態水線面WLの変動もありまた波もあることに鑑み
て、ラダーホーン5の前縁10の全高に亙って前傾角I
を前記のように小さく形成してもよい。前記のように前
傾角Iを小さくすると、ラダーホーン5の上端側部分の
前後長さLが大きくなるので、荷重条件的に最も厳しい
ラダーホーン5の強度を低下させることなく、ラダーホ
ーン5及び舵本体6の幅(翼厚)を小さくして舵3の形
状抵抗を小さくでき、これにより、造波抵抗とスプレー
抵抗とを低減することも出来る。尚、図8に示すよう
に、ラダーホーン5の前縁10のうち水線面WLの近く
の部分のみを、前傾角Iが小さくなるように形成しても
よい。また、図9に示すように、ラダーホーン5の前縁
10をストレート状に形成し、その前傾角Iを65度以
下に形成するとともに鋭角的な突入角となるように尖っ
た形状に形成してもよい。尚、本考案は中乃至大型のタ
ンカーに限らず、種々のサイズのまた種々の用途の船舶
の舵に適用し得ることは言うまでもなく、また舵の形式
もラダーホーン式の舵に限らずラダーストック式の舵や
その他種々の形式の舵にも同様に適用し得ることは言う
までもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例に係る船体船尾部の側面図であ
る。
【図2】図1の船体船尾部の舵の要部側面図である。
【図3】図2のIII−III線断面拡大図である。
【図4】船体船尾部の作用説明用の側面図である。
【図5】図2のV−V線断面図である。
【図6】変形例に係る舵の要部側面図である。
【図7】別の変形例に係る舵の要部側面図である。
【図8】変形例に係る図相当図である。
【図9】変形例に係る図2相当図である。
【符号の説明】
WL 軽荷状態水線面 3 舵 5 ラダーホーン 6 舵本体 7 水流規制板 10 前縁 I 前傾角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−33186(JP,A) 特開 平1−212695(JP,A) 実開 昭63−145790(JP,U) 実開 昭61−7500(JP,U) 実開 昭59−102599(JP,U) 実開 昭58−157800(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B63H 25/38

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船舶用の舵において、 舵の前縁と船体との間に間隔が空くように舵を配置し、
    舵の前縁のうち、少なくとも軽荷状態水線面を貫通する
    部分及びその近傍部分を、側面視でほぼストレート状に
    形成し且つ主に舵のスプレー抵抗減少の為に65度以下
    の前傾角となるように形成するとともに鋭角的な突入角
    となるように尖った形状に形成したことを特徴とする船
    舶用舵。
  2. 【請求項2】 軽荷状態水線面の下方近傍位置で、舵の
    前縁部及び少なくとも前部の側部に、舵の表面から所定
    幅を有する略水平状の水流規制板であって舵の造波抵抗
    減少の為の水流規制板を設けたことを特徴とする請求項
    1に記載の船舶用舵。
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