JP4448524B2 - 一軸二舵システム - Google Patents
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Description
図8(a)は通常航行時の吊舵の側面図、図8(b)はクラムシェル状態の背面図、図8(c)は平面図である。図8において、プロペラ2の後方に一対の吊舵15は船尾1に舵軸16を介して支持されている。クラムシェル操舵は、図8(b)、(c)に示すように両舵を外側にほぼ水平になるまで転舵させることによって、プロペラ後流面を遮蔽し、舵板が受ける抵抗を後進力として、プロペラ逆転による時よりも停止距離と停止時間の短縮化を図り、停止性能を向上させる操船である。
図9において、プロペラ2の後方の船尾1の両舷にラダーホーン3が設けられ、ラダーホーン3に各々舵軸4を介してマリナー舵(以降、舵5という)が支持されている。
この空隙Dをプロペラ2で加速された流れが抜けてしまうために、舵5の抵抗が吊舵の場合に比べて減少する。従って、一軸二舵でクラムシェル状態による停止性能向上効果が、吊舵の場合に比べて劣化してしまうという問題があった。
図1は、本発明の実施の形態1を示す一軸二舵システムのクラムシェル状態の説明図であり、図1(a)は通常航行時の舵の側面図、図1(b)はクラムシェル状態の背面図、図1(c)は図1(a)のA−A断面図であり通常航行時の状態を示している。
停船時あるいは減速時には、制御手段は、舵回転機構により一対の舵の後端5cを外側に開き図1(b)に示すようにクラムシェル状態にする。このとき、舵5のラダーホーン3の前縁3aに沿って回転する舵5の上部前縁5aが、舵5の下部前縁5bとの段差によって形成される欠け部Cにより、両舷のラダーホーン3の内側間に空隙が生じるが、この間隙を、垂直フィン軸6を介して垂直フィン回転機構により垂直フィン7を時計回り、あるいは反時計回りに回転させて略左右方向に向けて塞さいでクラムシェル時の全体の舵抵抗を増加させ、停止性能を向上させる。
図2は、本発明の実施の形態2を示す一軸二舵システムのクラムシェル状態の説明図であり、図2(a)はクラムシェル状態の背面図、図2(b)は図2(a)のA−A断面図である。図3は通常航行時の説明図であり、図3(a)は背面図、図3(b)は図2(a)のA−A断面図である。
本実施の形態の一軸二舵システムは、両舷のラダーホーン3各々の内側面側に、水平フィン軸8、8を介して支持された一対の水平フィン9と、この水平フィン9を水平フィン軸8を介して回転させる水平フィン回転機構(図示せず)とを備えている。
停船時あるいは減速時に、制御手段は、舵回転機構により一対の舵5、5の後端5cを外側に開き図2(b)に示すようにクラムシェル状態にする。このとき、舵5のラダーホーン3の前縁3aに沿って回転する舵5の上部前縁5aが、舵5の下部前縁5bとの段差によって形成される欠け部Cにより、両舷のラダーホーン3の内側間に空隙が生じるが、この空隙を、水平フィン軸8を介して水平フィン回転機構により水平フィン9を時計回り、あるいは反時計回りに回転させて略垂直方向に向けて塞さいでクラムシェル時の全体の舵抵抗を増加させ、停止性能を向上させる。
舵5と水平フィン9が連動して回転させる方法は、例えば、図4に示すように、舵軸4と水平フィン軸8の連結機構として、舵軸4に設けた歯車10と連結する歯車11を水平フィン軸8に設け、舵軸4の回転に伴って、自動的あるいは機械的に水平フィン軸8を介して水平フィン9を回転させるようにし、舵角が初期舵角(例えば0°)の場合には、水平フィン9はほぼ水平に、舵角がクラムシェル状態の場合には水平フィン9がほぼ垂直に向くようにする。
実施の形態1、2では、停船時あるいは減速時に、一対の舵の後端を外側に開くクラムシェル状態にする場合について示したが、本実施の形態は、一対の舵の後端を内側にすぼめる状態(テイルインボードと称する)にするものである。
図5は、本発明の実施の形態3を示す一軸二舵システムのテイルインボード状態の説明図であり、図5(a)はテイルインボード状態の背面図、図5(b)は図5(a)のA−A断面図である。図6は停止性能と推進性能の関係の説明図である。
図5において、実施の形態2の図2と同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。
構成は実施の形態2において、一軸二舵システムは、水平フィン9を省き、停船時あるいは減速時に、テイルインボード状態にするときに、舵5の舵角が90°にできるだけ近い角度となるように、または、推進性能上必要馬力が最小になるように両舷のラダーホーン3の間隔を通常より広くしている。
停船時あるいは減速時に、制御手段は、舵回転機構により一対の舵の後端を内側にすぼめ、図5(a)、(b)に示すように舵5の舵角が90°にできるだけ近い角度となるようにテイルインボード状態にする。このとき、実施の形態1、2では、クラムシェル状態にするため、舵5の上部前縁5aが、舵5の下部前縁5bとの段差によって形成される欠け部Cにより、両舷のラダーホーン3の内側間に空隙が生じたが、本実施の形態では、欠け部Cが外側となり、両舷のラダーホーン3の内側間は、舵5の後端5cで塞がれ、プロペラ2の後流の強い(流速の早い)流域を遮蔽するので、クラムシェル状態より舵抵抗は大きくなり、停止性能をより向上させることができる。
そして、このような条件で決定した結果、クラムシェル時の両吊舵15、15の前縁15aの間隔である舵間隔cが狭い方がクラムシェル時の吊舵15による抵抗が大きくなり、停止性能が向上する。
このような場合には、停船時あるいは減速時に、クラムシェルにしても、プロペラ2の後流が歯抜けになってよくないので、テイルインボードの方が操船上望ましい。
上記の例ではL2=2.55mとしたが、クラムシェルによる停止性能が高くなるようにL2を小さくすると、逆に、推進性能が劣化する。実際に、L2を1.95m(c→0.15m)にして模型試験で両者の推進性能を比較した。
その結果、L2を2.25mから1.95mとすると、必要馬力が1.5%程度増加した。
本実施の形態は、実施の形態3の構成に、水平フィンを設けたものである。
図7は、本発明の実施の形態4を示す一軸二舵システムのテイルインボード状態の説明図であり、図7(a)はテイルインボード状態の背面図、図7(b)は図7(a)のA−A断面図である。
図7において、実施の形態2の図2、実施の形態3の図5と同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。
停船時あるいは減速時に、制御手段は、舵5の回転機構により一対の舵5、5の後端を内側にすぼめ図7(a)、(b)に示すようにテイルインボード状態にする。このとき、欠け部Cが外側となり、両舷のラダーホーン3の内側間は、舵5の後端5cで塞がれ、プロペラ2の後流の強い流域を遮蔽するので、推進性能を劣化させずに、クラムシェル状態より舵抵抗は大きくなり、停止性能をより向上させることができる。
さらに、舵5の両外側の欠け部Cは、水平フィン回転機構により舵5の上部前縁5aの欠け部Cを、外側の水平フィン18を水平フィン軸17を介して時計回り、あるいは反時計回りに回転させて略垂直方向に向けて塞さいでテイルインボード時の全体の舵抵抗をさらに増加させ、停止性能をさらに向上させる。
Claims (6)
- 船尾に設置される一軸のプロペラと、このプロペラの後方で前記プロペラの軸心を挟んで略垂直に配置された両舷のラダーホーンと、この両舷のラダーホーンに舵軸を介して支持された一対の舵と、前記舵軸を回転させる舵回転機構と、前記舵回転機構を制御する制御手段と、を備えた一軸二舵システムにおいて、
前記両舷のラダーホーンの間に、垂直フィン軸を介して支持された垂直フィンと、
前記垂直フィン軸を回転させる垂直フィン回転機構と、
を備え、
停船時あるいは減速時に、前記制御手段は、前記舵回転機構により前記一対の舵の後端を外側に開き、前記垂直フィン回転機構により前記一対の舵の上部前縁間の欠け部により生じる前記両舷のラダーホーン内側の空隙を、前記垂直フィンを略左右方向に向けて塞ぐことを特徴とする一軸二舵システム。 - 船尾に設置される一軸のプロペラと、このプロペラの後方で前記プロペラの軸心を挟んで略垂直に配置された両舷のラダーホーンと、この両舷のラダーホーンに舵軸を介して支持された一対の舵と、前記舵軸を回転させる舵回転機構と、前記舵回転機構を制御する制御手段と、を備えた一軸二舵システムにおいて、
前記両舷のラダーホーンの各々の内側面側に、水平フィン軸を介して支持された水平フィンと、
前記水平フィン軸を回転させる水平フィン回転機構と、
を備え、
停船時あるいは減速時に、前記制御手段は、前記舵回転機構により前記一対の舵の後端を外側に開き、前記水平フィン回転機構により前記一対の舵の上部前縁間の欠け部により生じる前記両舷のラダーホーン内側の空隙を、前記水平フィンを垂直方向に向けて塞ぐことを特徴とする一軸二舵システム。 - 船尾に設置される一軸のプロペラと、このプロペラの後方で前記プロペラの軸心を挟んで略垂直に配置された両舷のラダーホーンと、この両舷のラダーホーンに舵軸を介して支持された一対の舵と、前記舵軸を回転させる舵回転機構と、前記舵回転機構を制御する制御手段と、を備えた一軸二舵システムにおいて、
前記一対の舵の後端を内側にすぼめるときに、前記舵の舵角が90°にできるだけ近い角度となるように、前記両舷のラダーホーンの間隔を通常より広く設定し、
停船時あるいは減速時に、前記制御手段は、前記舵回転機構により前記舵の舵角が前記90°にできるだけ近い角度となるように前記一対の舵の後端を内側にすぼめることを特徴とする一軸二舵システム。 - 前記両舷のラダーホーンの各々の外側面側に、水平フィン軸を介して支持された水平フィンと、
前記水平フィン軸を回転させる水平フィン回転機構と、
を備え、
前記制御手段は、前記水平フィン回転機構により、前記一対の舵の上部前縁の欠け部を、前記外側水平フィンを略垂直方向に向けて塞ぐことを特徴とする請求項3記載の一軸二舵システム。 - 前記一対の舵の回転と前記垂直フィンの回転が連動するように、前記舵の回転機と前記垂直フィン回転機構とを連結したことを特徴とする請求項1に記載の一軸二舵システム。
- 前記一対の舵の回転と前記水平フィンの回転が連動するように、前記舵の回転機と前記水平フィン回転機構とを連結したことを特徴とする請求項2又は請求項4に記載の一軸二舵システム。
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