JP5756204B1

JP5756204B1 - 船舶の舵配置構造

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Publication number: JP5756204B1
Application number: JP2014057640A
Authority: JP
Inventors: 村上　和也; 和也村上; 建剛施; 原田　寛; 寛原田; 藤井　亮; 亮藤井; 亮浩金井
Original assignee: Tsuneishi Shipbuilding Co Ltd; ACT Co Ltd
Current assignee: Tsuneishi Shipbuilding Co Ltd; ACT Co Ltd
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: JP2015182476A

Abstract

【課題】舵のコード長を短くして船尾配置を容易にしながら操縦性能と推進性能を両立させることの可能な、船舶の舵配置構造を提供する。【解決手段】１つのプロペラと複数の舵を有する船舶の舵配置構造であって、複数の舵をプロペラのプロペラ面内に左右非対称に配置する。１つのプロペラ１と２つの舵１０，１１を有する船舶において、２つの舵のうち１つの舵１０をプロペラ面３内の中央に配置し、もう１つの舵１１をプロペラ面３内の回転時にプロペラ１が降下する側（右舷Ｓ側）に配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶の舵配置構造に関するものである。

従来、図８に示すように、船舶の船体５の船尾部には、プロペラ軸２に取り付けられたプロペラ１、及びラダーホーン４に取り付けられた舵１００が配置されている。ここで、舵の形状要素として船長方向の長さであるコード長があり、図８（ａ）に示す舵１００ａのコード長Ｌ_１よりも、図８（ｂ）に示す舵１００ｂのコード長Ｌ_２の方が短くなっている。そして、コード長が短い分だけ、図８（ｂ）のプロペラ１の方が図８（ａ）のプロペラ１よりも後方に位置している。

一方、プロペラと舵の配置について、１つのプロペラと１つの舵を有する船舶においては、図９に示すように、プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上（プロペラ軸２の延長線上）に、舵１００が配置される。図９（ａ）は、プロペラと舵の配置を船体後方から見た図であり、図９（ｂ）は、プロペラと舵の配置を船体上方から見た図である。また、符号３はプロペラ１が回転時に描くプロペラ面を示しており、プロペラ面３の周りの矢印はプロペラ１の回転方向を示している。また、符号Ｐは左舷方向を示しており、符号Ｓは右舷方向を示している。

また、プロペラと舵の配置について、１つのプロペラと２つの舵を有する船舶においては、図１０に示すように、プロペラ１後方の船体中心線Ｃ（プロペラ軸２の延長線）から両舷側に向けて等距離（Ｄ_１０１＝Ｄ_１０２）だけ離れた位置に、舵１０１，１０２が配置される。図１０（ａ）は、プロペラと舵の配置を船体後方から見た図であり、図１０（ｂ）は、プロペラと舵の配置を船体上方から見た図である。また、符号３はプロペラ１が回転時に描くプロペラ面を示しており、符号Ｓはプロペラ１の回転方向を示している。従って、舵１０１，１０２は、プロペラ１のプロペラ面３内に左右対称に配置された状態になっている。

さらに、プロペラと舵の配置について、特許文献１及び特許文献２には、プロペラ後方の船体中心線上に配置された１つの舵とは別に、船体の両舷側にそれぞれ舵を配置した発明が記載されている。

実開平４−１０９８号公報実開昭６１−１７１６９１号公報

ところで、港湾制限等により船舶の全長が制限されると、プロペラや舵の配置が難しく、また船型や主機の大型化による船尾肥大度が増大すると性能悪化に繋がり、性能の改善が難しいという問題がある。

これに対して、図８（ｂ）に示すように、舵のコード長を短くすることができれば、船尾配置が容易になるとともに、船尾肥大度を減少させることができるが、反対に舵の効きが悪化するため操縦性能は低下してしまう。

一方、図１０に示す舵１０１，１０２や、特許文献１及び特許文献２に示す船体両舷側に舵を追加したもののように、舵の数を増やすことにより操縦性能を向上させることが考えられるが、舵の数の増加は推進性能の悪化に繋がる。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、舵のコード長を短くして船尾配置を容易にしながら操縦性能と推進性能を両立させることの可能な、船舶の舵配置構造を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の船舶の舵配置構造は、１つのプロペラと複数の舵を有する船舶の舵配置構造であって、前記複数の舵を前記プロペラのプロペラ面内に左右非対称に配置したことを特徴とする。

なお、「プロペラ面内に配置される」とは、舵の左右方向の位置（船体幅方向の位置）を船体後方から見た場合に、プロペラが回転時に描くプロペラ面の左右方向の範囲内に含まれていることをいう。また、「左右非対称に配置される」とは、舵の左右方向の位置（船体幅方向の位置）を船体後方から見た場合に、プロペラ面中央を基準としたときの左右の舵の位置が対称となっていないことをいう。

また好ましくは、前記複数の舵のうち１つの舵を前記プロペラ面内の中央に配置したことを特徴とする。

また好ましくは、前記複数の舵のうち前記プロペラ面内の中央に配置した舵以外の舵を、前記プロペラ面内の左右いずれかの側に配置したことを特徴とする。

また好ましくは、前記複数の舵のうち前記プロペラ面内の中央に配置した舵以外の舵を、前記プロペラ面内の回転時にプロペラが降下する側に配置したことを特徴とする。

また好ましくは、前記複数の舵のうち１つの舵を前記プロペラ面内の左右いずれかの側に中央から間隔を空けて配置し、前記複数の舵のうち残りの舵を前記プロペラ面内の反対側に中央からより大きな間隔を空けて配置したことを特徴とする。

また好ましくは、前記複数の舵が２つであることを特徴とする。

本発明によれば、１つのプロペラと複数の舵を有する船舶の舵配置構造において、複数の舵をプロペラのプロペラ面内に左右非対称に配置することにより、１方向に回転するプロペラによるプロペラ後流の整流効果を得ることができる。従って、船尾配置を容易にするために舵のコード長を短くした場合に、１つの舵よりも操縦性能が向上するとともに、複数の舵を左右対称に配置するよりも推進性能が低下しにくい。また、舵のコード長を短くして船尾配置を容易にし、抵抗の小さな細長い船型を設計することができるので、船体自体の推進性能を向上させることができる。

また、複数の舵のうち１つの舵をプロペラ面内の中央に配置することにより、中央に配置した舵の性能をより引き出すことができる。

また、複数の舵のうちプロペラ面内の中央に配置した舵以外の舵を、プロペラ面内の左右いずれかの側に配置することにより、複数の舵を容易に左右非対称に配置することができる。

また、複数の舵のうちプロペラ面内の中央に配置した舵以外の舵を、プロペラ面内の回転時にプロペラが降下する側に配置することにより、１方向に回転するプロペラによるプロペラ後流の整流効果を高めることができ、操縦性能と推進性能を高いレベルで両立させることができる。

また、複数の舵のうち１つの舵をプロペラ面内の左右いずれかの側に中央から間隔を空けて配置し、複数の舵のうち残りの舵をプロペラ面内の反対側に中央からより大きな間隔を空けて配置することにより、中央に舵を配置しない場合であっても、複数の舵を容易に左右非対称に配置することができる。

また、複数の舵を２つとすることにより、舵の数が少ないため構造をあまり複雑化させることなく、左右非対称に配置することができる。

以上、本発明によれば、舵のコード長を短くして船尾配置を容易にしながら操縦性能と推進性能を両立させることの可能な、船舶の舵配置構造を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る船舶の舵配置構造を示す図である。実施形態２に係る船舶の舵配置構造を示す図である。実施形態３に係る船舶の舵配置構造を示す図である。実施形態４に係る船舶の舵配置構造を示す図である。実施形態５に係る船舶の舵配置構造を示す図である。実施形態６に係る船舶の舵配置構造を示す図である。実施例及び比較例における船舶の舵配置構造を示す図である。船舶の船尾部分を示す側面図である。従来例に係る船舶の舵配置構造を示す図である。従来例に係る船舶の舵配置構造を示す図である。

次に、図１乃至図６を参照して、本発明の実施形態に係る船舶の舵配置構造について説明する。まず、以下の実施形態１乃至実施形態６において共通する事項について説明する。

以下の実施形態は、図８に示す船舶の船体５の船尾部に配置されたプロペラ１と舵１００との配置構造についてのものである。そして、図８（ａ）のようなコード長の長い舵１００ａに対して、図８（ｂ）のようなコード長の短い舵１００ｂを用いることにより、船尾配置を容易にしながら、かつその操縦性能と推進性能を両立させるものである。なお、図８では舵は１つしか記載されていないが、以下の実施形態は、１つのプロペラに対して複数の舵を配置するものである。

また、図１乃至図６の各々において、（ａ）は、プロペラと舵の配置を船体後方から見た図であり、（ｂ）は、プロペラと舵の配置を船体上方から見た図である。また、符号３はプロペラ１が回転時に描くプロペラ面を示しており、プロペラ面３の周りの矢印はプロペラ１の回転方向を示している。また、符号Ｐは左舷方向を示しており、符号Ｓは右舷方向を示している。

なお、各図面は舵を配置する位置を説明することを目的としており、簡素化のために舵の形状を四角形状としているが、実際に実施する場合には流線形等の形状とすることが可能であることはもちろんである。また、本実施形態では、複数の舵の形状、大きさは同一とし、連動して動くものとする。

図１は、実施形態１に係る船舶の舵配置構造を示す図である。プロペラ１の後方には、２つの舵１０，１１が配置されている。舵１０，１１はいずれも、左右方向（左舷Ｐ方向及び右舷Ｓ方向）において、プロペラ１のプロペラ面３内に配置されている。２つの舵のうち、１つの舵１０はプロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に配置されている。そして、もう１つの舵１１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、舵１０との間に間隔Ｄ_１１を空けて配置されている。２つの舵１０，１１は、プロペラ面３内において左右非対称の配置となっている。なお、プロペラ１の回転方向から明らかなように、舵１１が配置された右舷Ｓ側は、プロペラ１の回転時にプロペラ１が降下する側である。

図２は、実施形態２に係る船舶の舵配置構造を示す図である。プロペラ１の後方には、２つの舵２０，２１が配置されている。舵２０，２１はいずれも、左右方向（左舷Ｐ方向及び右舷Ｓ方向）において、プロペラ１のプロペラ面３内に配置されている。２つの舵のうち、１つの舵２０はプロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に配置されている。そして、もう１つの舵２１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、舵２０との間に間隔Ｄ_２１を空けて配置されている。２つの舵２０，２１は、プロペラ面３内において左右非対称の配置となっている。なお、プロペラ１の回転方向から明らかなように、舵２１が配置された右舷Ｓ側は、プロペラ１の回転時にプロペラ１が降下する側である。また、実施形態２における舵２１は、実施形態１における舵１１よりも右舷Ｓ側に寄って配置されている（Ｄ_１１＜Ｄ_２１）。

図３は、実施形態３に係る船舶の舵配置構造を示す図である。プロペラ１の後方には、３つの舵３０，３１，３２が配置されている。舵３０，３１，３２はいずれも、左右方向（左舷Ｐ方向及び右舷Ｓ方向）において、プロペラ１のプロペラ面３内に配置されている。３つの舵のうち、１つの舵３０はプロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に配置されている。そして、残りのうち１つの舵３１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、舵３０との間に間隔Ｄ_３１を空けて配置されている。またもう１つの舵３２は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、舵３０との間に間隔Ｄ_３２を空けて配置されている。３つの舵３０，３１，３２は、プロペラ面３内において左右非対称の配置となっている。なお、プロペラ１の回転方向から明らかなように、舵３１，３２が配置された右舷Ｓ側は、プロペラ１の回転時にプロペラ１が降下する側である。

図４は、実施形態４に係る船舶の舵配置構造を示す図である。プロペラ１の後方には、３つの舵４０，４１，４２が配置されている。舵４０，４１，４２はいずれも、左右方向（左舷Ｐ方向及び右舷Ｓ方向）において、プロペラ１のプロペラ面３内に配置されている。３つの舵のうち、１つの舵４０はプロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に配置されている。そして、残りのうち１つの舵４１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、舵４０との間に間隔Ｄ_４１を空けて配置されている。またもう１つの舵４２は、プロペラ面３内の左側（左舷Ｐ側）に、舵４０との間に間隔Ｄ_４２を空けて配置されている。間隔Ｄ_４１＞間隔Ｄ_４２であり、３つの舵４０，４１，４２は、プロペラ面３内において左右非対称の配置となっている。

図５は、実施形態５に係る船舶の舵配置構造を示す図である。プロペラ１の後方には、２つの舵５１，５２が配置されている。舵５１，５２はいずれも、左右方向（左舷Ｐ方向及び右舷Ｓ方向）において、プロペラ１のプロペラ面３内に配置されている。実施形態５においては、プロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に舵は配置されていない。そして２つの舵のうち、１つの舵５１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）との間に間隔Ｄ_５１を空けて配置されている。またもう１つの舵５２は、プロペラ面３内の左側（左舷Ｐ側）に、左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）との間に間隔Ｄ_５２を空けて配置されている。間隔Ｄ_５１＞間隔Ｄ_５２であり、２つの舵５１，５２は、プロペラ面３内において左右非対称の配置となっている。すなわち、舵５１は、プロペラ面３内の舵５２とは反対側に、中央からより大きな間隔を空けて配置されている。なお、左右の間隔を逆にして、間隔Ｄ_５１＜間隔Ｄ_５２となるように配置することもできる。

図６は、実施形態６に係る船舶の舵配置構造を示す図である。プロペラ１の後方には、２つの舵６０，６１が配置されている。舵６０，６１はいずれも、左右方向（左舷Ｐ方向及び右舷Ｓ方向）において、プロペラ１のプロペラ面３内に配置されている。２つの舵のうち、１つの舵６０はプロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に配置されている。そして、もう１つの舵６１は、プロペラ面３内の左側（左舷Ｐ側）に、舵６０との間に間隔Ｄ_６１を空けて配置されている。２つの舵６０，６１は、プロペラ面３内において左右非対称の配置となっている。なお、プロペラ１の回転方向から明らかなように、舵６１が配置された左舷Ｐ側は、プロペラ１の回転時にプロペラ１が上昇する側である。

次に、上記実施形態における作用効果について説明する。実施形態１乃至実施形態６は、いずれも１つのプロペラ１と複数の舵を有する船舶の舵配置構造において、複数の舵をプロペラ１のプロペラ面３内に左右非対称に配置したものである。プロペラ１の回転方向は１方向であるため、プロペラ１によるプロペラ後流に対して整流効果を得るためには、従来のような左右対称の舵配置構造ではなく、本実施形態のような左右非対称の舵配置構造が適している。

実施形態１乃至６に係る船舶の舵配置構造によれば、１方向に回転するプロペラ１によるプロペラ後流の整流効果を得ることができる。従って、船尾配置を容易にするために舵のコード長を短くした場合に、１つの舵よりも操縦性能が向上するとともに、複数の舵を左右対称に配置するよりも推進性能が低下しにくい。また、舵のコード長を短くして船尾配置を容易にし、抵抗の小さな細長い船型を設計することができるので、船体自体の推進性能を向上させることができる。

また、実施形態１，２，３，４，６に係る船舶の舵配置構造によれば、複数の舵のうち１つの舵をプロペラ３面内の中央に配置することにより、中央に配置した舵の性能をより引き出すことができる。

また、実施形態１，２，３，６に係る船舶の舵配置構造によれば、複数の舵のうちプロペラ面３内の中央に配置した舵以外の舵を、プロペラ面３内の左右いずれかの側に配置することにより、複数の舵を容易に左右非対称に配置することができる。

また、実施形態１，２，３に係る船舶の舵配置構造によれば、複数の舵のうちプロペラ面３内の中央に配置した舵以外の舵を、プロペラ面３内の回転時にプロペラ１が降下する側に配置することにより、１方向に回転するプロペラ１によるプロペラ後流の整流効果を高めることができ、操縦性能と推進性能を高いレベルで両立させることができる。

また、実施形態５に係る船舶の舵配置構造によれば、複数の舵のうち１つの舵をプロペラ３面内の左右いずれかの側に中央から間隔を空けて配置し、複数の舵のうち残りの舵をプロペラ面内の反対側に中央からより大きな間隔を空けて配置することにより、中央に舵を配置しない場合であっても、複数の舵を容易に左右非対称に配置することができる。

また、実施形態１，２，６に係る船舶の舵配置構造によれば、複数の舵を２つとすることにより、舵の数が少ないため構造をあまり複雑化させることなく、左右非対称に配置することができる。

以上、本実施形態に係る船舶の舵配置構造によれば、舵のコード長を短くして船尾配置を容易にしながら操縦性能と推進性能を両立させることの可能な、船舶の舵配置構造を提供することができる。

プロペラ後方の舵配置による影響を調べるため、回流水槽における抵抗・自航試験を実施し、推進性能を評価した。図７は、実施例及び比較例における船舶の舵配置構造を示す図である。

（実施例１）
図７（ａ）に示すように、プロペラ後方のプロペラ面３内に、２つの舵１０，１１を配置した。２つの舵のうち、１つの舵１０はプロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に配置し、もう１つの舵１１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、舵１０との間に間隔Ｄ_１１を空けて配置した。
Ｄ_１１＝プロペラ面３の直径×０．２１１

（実施例２）
図７（ｂ）に示すように、プロペラ後方のプロペラ面３内に、２つの舵６０，６１を配置した。２つの舵のうち、１つの舵６０はプロペラ面３内の左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）に配置し、もう１つの舵６１は、プロペラ面３内の左側（左舷Ｐ側）に、舵６０との間に間隔Ｄ_６１を空けて配置した。
Ｄ_６１＝プロペラ面３の直径×０．２１１

（比較例１）
図７（ｃ）に示すように、プロペラ後方のプロペラ面３内に、２つの舵１０１，１０２を配置した。２つの舵のうち、１つの舵１０１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）との間に間隔Ｄ_１０１を空けて配置した。またもう１つの舵１０２は、プロペラ面３内の左側（左舷Ｐ側）に、左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）との間に間隔Ｄ_１０２を空けて配置した。間隔Ｄ_１０１＝間隔Ｄ_１０２である。
Ｄ_１０１＝Ｄ_１０２＝プロペラ面３の直径×０．２１１

（比較例２）
図７（ｄ）に示すように、プロペラ後方のプロペラ面３内に、２つの舵２０１，２０２を配置した。２つの舵のうち、１つの舵２０１は、プロペラ面３内の右側（右舷Ｓ側）に、左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）との間に間隔Ｄ_２０１を空けて配置した。またもう１つの舵２０２は、プロペラ面３内の左側（左舷Ｐ側）に、左右方向の中央（プロペラ１後方の船体中心線Ｃ上）との間に間隔Ｄ_２０２を空けて配置した。間隔Ｄ_２０１＝間隔Ｄ_２０２である。
Ｄ_２０１＝Ｄ_２０２＝プロペラ面３の直径×０．１４１

以上４つの舵配置について、比較例１を基準として、ＢＨＰ（馬力）ベースの推進性能改善効果を測定した。測定結果を表１に示す。

基準とした比較例１に対して、実施例１において約５．２％の改善効果が確認された。また、実施例２においても約３．６％の改善効果が確認された。これは、左右非対称の舵配置により推力減少率・伴流係数の自航要素が改善されたものである。また、右回転プロペラに対しては、１つの舵を右舷Ｓ側に配置した方が推進性能に優れていることが確認された。

なお、基準とした比較例１に対して、２つの舵を中央部に寄せた比較例２において約４．５％の改善効果が確認された。このように、２つの舵を左右対称に配置する場合には２つの舵を中央に寄せることで伴流効果が改善する傾向がある。従って、プロペラ面内に２つの舵を非対称に配置する場合においても、２つの舵の間隔を近づける方が、より推進性能を向上させることができるものと考えられる。

以上、本発明の実施形態に係る船舶の舵配置構造について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、複数の舵の大きさ、形状を同一としたが、異なる大きさやや形状としてもよい。

また、複数の舵を連動して動くようにしたが、独立して動くようにしてもよい。

また、プロペラの回転方向を船体後方から見て右回りとしたが、左回りであってもよい。

また、複数の舵の数は４つ以上であってもよい。

また、プロペラ面の外側あるいはプロペラの前方に別の舵が追加配置されてもよい。

１プロペラ
２プロペラ軸
３プロペラ面
４ラダーホーン
５船体
１０舵
１１舵
２０舵
２１舵
３０舵
３１舵
３２舵
４０舵
４１舵
４２舵
５１舵
５２舵
６０舵
６１舵
１００舵
１０１舵
１０２舵
２０１舵
２０２舵

Claims

１つのプロペラと複数の舵を有する船舶の舵配置構造であって、前記複数の舵を、舵の左右方向の位置を船体後方から見た場合に、前記プロペラが回転時に描くプロペラ面の左右方向の範囲内に、プロペラ面中央を基準としたときの左右の舵の位置が非対称となるように配置するとともに、前記複数の舵のうち１つの舵を前記プロペラ面内の中央に配置したことを特徴とする船舶の舵配置構造。
前記複数の舵のうち前記プロペラ面内の中央に配置した舵以外の舵を、前記プロペラ面内の左右いずれかの側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の船舶の舵配置構造。
前記複数の舵のうち前記プロペラ面内の中央に配置した舵以外の舵を、前記プロペラ面内の回転時にプロペラが降下する側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の船舶の舵配置構造。
前記複数の舵が２つであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１つに記載の船舶の舵配置構造。