JPH01212695A

JPH01212695A - 水中翼付舵の取付装置

Info

Publication number: JPH01212695A
Application number: JP3629688A
Authority: JP
Inventors: Takeaki Nozaki; 豪朗野崎; Fumio Doi; 土肥　文夫
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1989-08-25
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JP2561114B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、水中翼付舵を船体に取付ける取付装置に関す
るものである。

（従来技術及びその問題点）船舶において、操船のために舵が必要であるが、この舵
は、舵軸受けが船体に固定されており、舵軸受けを中心
にして舵板が回動するという構造が一般的であった。

しかしながらこのような従来の構成では、航行時に舵の
ために抵抗が生じ、船速か低下するという不都合があっ
た。この抵抗は舵の面積を小さくすると減少するが、そ
うすると旋回性能が低下するので、旋回性能を確保する
ために船速を犠牲にして舵の大きさが決定されていた。

なお、従来舵の上下機構を備えた船舶は存在するが、こ
れは引上式プロペラの引上管と機械的に連動したもので
あって、浅瀬航行時に水底との衝突を防止することを目
的としており、プロペラが引上げられてしまうので船速
は低下する。

一方、船舶の抵抗を減少させるために、船尾にフラップ
を取付け、このフラップの角度を可変とすることにより
最適な揚力を生じさせるようにした船舶が存在するが、
この構成ではフラップによる抵抗が比較的大きいため、
船速向上の効果が小さいという不都合があった。この点
、水中翼は揚力に対する抵抗が小さいため、フラップよ
りも有効であるが、水中翼を支える支柱が必要であり、
この支柱が抵抗を生ずる不具合がある。

そこで、舵板に水中翼を取付けることにより、水中翼の
支柱をなくして抵抗を減少させることが考えられるが、
この場合水中翼の迎角を可変にできないので、水中翼の
能力を充分に引出すことができない。

（問題点を解決するための手段）上記従来の問題点を解決す°るため、本発明の水中翼付
舵の取付装置は、下端に水中翼付舵板が固定された舵軸
を上下方向に沿う軸芯回りに回動自在に支持する舵軸受
けに、第１および第２の連結杆の一端部を上下方向に適
当間隔をあけて水平軸芯回りに回動自在に取付け、これ
ら第１および第２の連結杆の他端部を上下方向に適当間
隔をあけて船体に水平軸芯回りに回動自在に取付け、軸
芯方向に一定距離伸縮可能でかつばねにより軸芯方向に
付勢された伸縮ロッドを、前記第１の連結杆の一端と前
記第２の連結杆の他端との間または前記第２の連結杆の
一端と前記第１の連結杆の他端との間に介装し、航行時
に水中翼に作用する揚力により水中翼付舵板が前記ばね
の付勢力に抗して上方へ移動する構成としたものである
。

（作用）航行時には、水中翼付舵が水の抵抗を受け、水中翼に揚
力が作用するので、水中翼付舵が伸縮ロッドのばねの付
勢力に抗して上方へ移動する。水中翼に作用する揚力は
船速か速くなるほど大きくなるので、水中翼付舵は船速
か速くなるほど上方へ大きく変位し、この結果水中翼付
舵の有効面積は、低速航行時には大きく、高速航行時に
は小さくなる。したがって、操舵の特に必要な低速航行
時における操舵性能を向上させ、しかも高速航行時の抵
抗を減少させて最高船速を向上させることができる。ま
た、第１および第２の連結杆の長さや取付は位置等を適
当に選定したり、あるいは第１または第２の連結杆とし
てばねにより軸芯方向に付勢される伸縮杆を用いる・こ
とにより、水中翼付舵の上方への移動に伴なって水中翼
の迎角を最適に変化させることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図〜第１０図に基づいて
説明する。

第１図は本発明の一実施例における水中翼付舵の取付装
置を採用した船舶の要部の一部切欠側面図、第２図は第
１図における■−■矢視断面図、第３図は第１図におけ
る■−■矢視断面図、第４図は第１図におけるＩＶ−Ｉ
Ｖ矢視断面図、第５図はｍ１図におけるｖ−■矢視断面
図、第６図は伸縮ロッドの一部切欠側面図で、１は船舶
の船体、２は水中翼付舵であり、この水中翼付舵２は、
船首尾方向に沿う舵板３と、この舵板３の下端両側に突
設された船幅方向に沿う水中翼４と、舵板３の上端に一
体に突設されたスプレィ防止板５と、舵板３が下端に固
着された上下方向に沿う舵軸６とにより構成されている
。舵軸６は筒状の舵軸受け８により軸芯回りに回動自在
に支持されており、舵軸受け８の上端部には第１の連結
杆としてのリンク９の一端部が舵軸受け８に突設された
１対のピン１０により船幅方向に沿う水平軸芯回りに回
動自在に連結されている。舵軸受け８の下端部には第２
の連結杆としてのリンク１１の一端部が舵軸受け８に突
設された１対のピン１２により船幅方向に沿う水平軸芯
回りに回動自在に連結されており、前記リンク９の他端
部は前記船体１の船尾外板に図外のボルトナツト等によ
り固定された舵ブラケット１３にピン１４により船幅方
向に沿う水平軸芯回りに回動自在に連結されている。前
記リンク１１の他端部は前記舵ブラケット１３にビン１
５により船幅方向に沿う水平軸芯回りに回動自在に連結
されており、前記ビン１０．　１２．　１４．１５＝は
平行四辺形の４隅に各々位置している。

前記ビン１２には１対の伸縮ロッド１６の一端部が船幅
方向に沿う水平軸芯回りに回動自在に取付けられており
、これら伸縮ロッド１６の他端部は前記ピン１４により
船幅方向に沿う水平軸芯回りに回動自在に支持されてい
る。前記舵軸受け８の上端にはロータリーアクチュエー
タ１７が取付けられており、このロータリーアクチュエ
ータ１７はフレキシブル油圧ホース１８を介して供給さ
れる圧油を駆動源として前記舵軸６を軸芯回りに揺動さ
せる。前記船体１の底壁外面にはプロペラ軸ブラケット
１９が固着されており、このプロペラ軸ブラケット１９
により回動自在に支持されたプロペラ軸２０の先端には
プロペラ２１が固定されている。

前記伸縮ロッド１６は、第６図のように、シリンダ部２
３と、このシリンダ部２３の内周に摺動自在に嵌合する
ロッド部２４と、シリンダ部２３に内蔵されてロッド部
２４を伸展方向に付勢するコイルスプリングからなるば
ね２５とにより構成されており、シリンダ部２３内の空
気によりダ・ソシュボット作用を行なうように構成され
ている。

次に作用を説明する。船舶の航行時には、水中翼付前２
は水の抵抗を受け、水中翼４に揚力が作用する。これに
より水中翼付前２は上方へ移動しようとし、リンク９，
１１がピン１４．１５を中心として回動しようとするの
で、伸縮ロッド１６には船速に応じて第７図のような力
が圧縮方向に作用する。これにより伸縮ロッド１６のば
ね２５は、第８図のように、船速がＶｌに達した時点で
圧縮方向に変位を開始し、船速がｖ２に達するまで変位
を継続する。すなわち伸縮ロッド１６のロッド部２４は
、船速がＶｌ以下の時は水中翼付前２に作用する重力お
よびばね力により伸展側のストローク限に位置しており
、船速がｖ２以上の時は縮退側のストローク限に位置し
ている。したがって船速がＶｌからｖ２に上昇する間に
水中翼付前２は第１図に仮想線で示すように次第に上方
へ移動し、水没している部分が減少して、有効面積が小
さくなるので、水中翼付前２に働く水の抵抗力は第９図
のように変化し、またロータリーアクチュエータ１７に
より舵軸６を軸芯回りに回動させることにより得られる
旋回性能は第１０図のように変化する。

なお第９図および第１０図において、実線は本実施例の
場合を示し、破線は舵が上下に変位しない従来の船舶の
場合を示している。

このように、船速に応じて水中翼付前２が上下に変位し
て、低速時には水中翼付前２の有効面積が大きく、高速
時には小さくなるので、操舵の特に必要な低速航行時に
おける操舵性能を向上させ、しかも高速航行時の抵抗を
減少させて最高船速を向上させることができる。また、
水中翼４に作用する揚力を利用して船速に応じ・た水中
翼付前２の上下動を実現させているので、船速をセンサ
で検出し、その検出信号に応じて電動機あるいは油圧シ
リンダ装置等により水中翼付前２を上下動させる場合と
比較して、コストが極めて安価であると同時に故障の発
生がほとんど皆無である。

（別の実施例）上記実施例においては、ピン１０とピン１２との間の距
離と、ピン１４とピン１５との間の距離とをほぼ等しく
し、かつピン１０とピン１４との間の距離と、ピン１２
とピン１５との間の距離とをほぼ等しくしたが、本発明
はこのような構成に限定されるものではなく、例えば第
１１図のように、ピン１０とピン１２との間の距離１１
を、ピン１４とピン１５との間の距離ｍ２よりも大きく
し、ピン１０とピン１４との間の距離ｎｌと、ピン１２
とピン１５との間の距離ｎ２とをほぼ等しくしてもよい
。

この実施例によれば、水中翼付前２の上昇に伴なって水
中翼付前２の傾斜角が変化し、水中翼４の迎角が第１２
図に実線で示すようにα１からα２に変化する。水中翼
４は、揚力により船舶の重量を軽減させるのと同等の効
果を生じさせ、これにより船舶の横安定性を保ちつつ船
速の向上を図り、かつハンプ時に船体トリムが大となっ
て視界が悪くなるのを防止するためのものであるが、こ
の水中翼４の迎角を、高速航行時に第１２図に仮想線で
示す最適値にほぼ一致させることができるので、水中翼
４を有効に作用させて高速航行時における船速のより一
層の向上を図ることができる。

また第１３図のように、ピン１０とピン１２との間の距
離ａｌｌと、ピン１４とピン１５との間の距離ｍ２とを
ほぼ等しくシ、ビン１０とビン１４との間の距離ｎｌを
、ビン１２とピン１５との間の距離ｎ２よりも小さくし
てもよい。

この実施例によれば、水中翼付前２の上昇に伴なって水
中翼付前２の傾斜角が変化し、水中翼４の迎角が第１４
図に実線で示すようにαｌからαＷａＸまでいったん増
加した後、α２まで減少する。

このように、水中翼４の迎角を、船速のほぼ全域にわた
って第１４図に仮想線で示す最適値にほぼ一致させるこ
とができるので、船速にかかわらず常に水中翼４を有効
に作用させることができる。

したがって船体抵抗と船速との関係は第１５図に実線で
示すようになり、仮想線で示す水中翼４の迎角を常に最
適値に制御した理想の場合とほぼ一致する。なお第１５
図において、破線は水中翼４を設けていない従来の船舶
の場合を示している。

さらに第１６図のように、第１の連結杆としてリンク９
の代わりに伸縮ロッド１６と同様の構成の伸縮杆２７を
用いてもよい。この構成によれば、水中翼付前２の上昇
に伴なって伸縮杆２７の長さが短くなるので、伸縮杆２
７の長さが最大の時に例えばビン１０とピン１２との間
の距離と、ピン１４とピン１５との間の距離とがほぼ等
しく、またピン１０とピン１４との間の距離ｎ１と、ビ
ン１２とビン１５との間の距離とがほぼ等しい場合、水
中翼４の迎角は船速の上昇に伴なってほぼ第１２図のよ
うに変化する。なお伸縮杆２７に引張りばねを用いて、
第２の連結杆としてのリンク１１の代わりに用いてもよ
い。また、ピン１２をピン１５の位置に枢支して、リン
ク１１を無くす構成とすれば、水中翼４の迎角のみを可
変とすることができる。

なお上記各実施例においては、伸縮ロッド１６をピン１
２とビン１４との間に介装した例について説明したが、
本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ば
ね２５を引張りばねにして伸縮ロッド１６をビン１０と
ビン１５との間に介装してもよい。

また上記各実施例においては、伸縮ロッド１６を並列に
２本設けた例について説明したが、本発明はこのような
構成に限定されるものではなく、伸縮ロッド１６の設置
数は１本でもよいし、あるいは３本以上であってもよい
。

また上記実施例においては、伸縮ロッド１６あるいは伸
縮杆２７としてダッシュポット作用を有するシリンダ式
の構造のものを用いたが、これは充分な緩衝効果を得る
ためであって、本発明はこのような構成に限定されるも
のではなく、ばね２５の付勢力だけでダッシュポット作
用のないものを用いてもよいａ（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、下端に水中翼付舵
板が固定された舵軸を上下方向に沿う軸芯回りに回動自
在に支持する舵軸受けに、第１および第２の連結杆の一
端部を上下方向に適当間隔をあけて水平軸芯回りに回動
自在に取付け、これら第１および第２の連結杆の他端部
を上下方向に適当間隔をあけて船体に水平軸芯回りに回
動自在に取付け、軸芯方向に一定距離伸縮可能でかつば
ねにより軸芯方向に付勢された伸縮ロッドを、前記第１
の連結杆の一端と前記第２の連結杆の他端との間または
前記第２の連結杆の一端と前記第１の連結杆の他端との
間に介装し、航行時に水中翼に作用する揚力により水中
翼付前が前記ばねの付勢力に抗して上方へ移動する構成
としたので、水中翼に作用する揚力は船速か速くなるほ
ど大きくなり、−水中翼付前は船速か速くなるほど上方
へ大きく変位して、この結果水中翼付舵の有効面積は、
低速航行時には大きく、高速航行時には小さくなること
から、操舵の特に必要な低速航行時における操舵性能を
向上させ、しかも高速航行時の抵抗を減少′させて最高
船速を向上させることができる。

また、水中翼に作用する揚力を利用して船速に応じた水
中翼付前の上下動を実現させているので、船速をセンサ
で検出し、その検出信号に応じて電動機あるいは油圧シ
リンダ装置等により水中翼付前を上下動させる場合と比
較して、コストが極めて安価であると同時に故障の発生
がほとんど皆無である。さらには、第１および第２の連
結杆の長さや取付は位置等を適当に選定したり、あるい
は第１または第２の連結杆としてばねにより軸芯方向に
付勢される伸縮杆を用いることにより、水中翼付舵の上
方への移動に伴なって水中翼の迎角を最適に変化させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における水中翼付舵の取付装
置を採用した船舶の要部の一部切欠側面図、第２図は第
１図における■−■矢視断面図、第３図は第１図におけ
る■−■矢視断面図、第４図は第１図におけるＩＶ−Ｉ
Ｖ矢視断面図、第５図は第１図におけるＶ−■矢視断面
図、第６図は伸縮ロッドの一部切欠側面図、第７図は船
速と伸縮ロッドに作用する力との関係の説明図、第８図
は船速と伸縮ロッドの変位との関係の説明図、第９図は
船速と水中翼付舵に作用する抵抗力との関係の説明図、
第１０図は船速と旋回性能との関係の説明図、第１１図
は別の実施例における水中翼付舵の変位の状態の説明図
、第１２図は同実施例における船速と水中翼の迎角との
関係の説明図、第１３図はさらに別の実施例における水
中翼付舵の変位の状態の説明図、第１４図は同実施例に
おける船速と水中翼の迎角との関係の説明図、第１５図
は同実施例における船速と船体抵抗との関係の説明図、
第１６図はさらに別の実施例における水中翼付舵の取付
装置を採用した船舶の要部の一部切欠側面図である。１・・・船体、３・・・舵板、４・・・水中翼、６・・
・舵軸、８・・・舵軸受け、９・・・リンク（第１の連
結杆）、１１・・・リンク（第２の連結杆）、１６・・
・伸縮ロッド、２５・・・ばね、２７・・・伸縮杆（第
１の連結杆）特許出願人　ヤンマーディーゼル株式会社
第１図４水中１第６ダ側畦洩ソ華■や　　　　　主型ｏ＞＝ｃ−鐸一芙躬一苓磐一苓■ ￥＃′Ｘ４や

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下端に水中翼付舵板が固定された舵軸を上下方向
に沿う軸芯回りに回動自在に支持する舵軸受けに、第１
および第２の連結杆の一端部を上下方向に適当間隔をあ
けて水平軸芯回りに回動自在に取付け、これら第１およ
び第２の連結杆の他端部を上下方向に適当間隔をあけて
船体に水平軸芯回りに回動自在に取付け、軸芯方向に一
定距離伸縮可能でかつばねにより軸芯方向に付勢された
伸縮ロッドを、前記第１の連結杆の一端と前記第２の連
結杆の他端との間または前記第２の連結杆の一端と前記
第１の連結杆の他端との間に介装し、航行時に水中翼に
作用する揚力により水中翼付舵板が前記ばねの付勢力に
抗して上方へ移動する構成としたことを特徴とする水中
翼付舵の取付装置。