JPH04128999U - 船舶の舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 舵板５は、凸半円形状の前縁面５Ａと、前縁
面５Ａより幅の小さい後縁面５Ｂと、前縁面５Ａに連続
して長手方向に延び、最小断面幅ｔを形成する中間部側
面５Ｃと、中間部側面５Ｃに連続して長手方向に延び、
断面幅が増大する後部側面５Ｄとの組合わせからなり、
後縁面５Ｂの両側部に、後縁面５Ｂの中間部よりも後方
に延びるエッジ５Ｅを形成した船舶の舵装置。 【効果】 舵の後端を凹状の断面にすることで、後縁面
から後部側面に亘って成す角度を小さくでき、剥離点を
より安定でき、カルマン渦の原因となる後端剥離流領域
内の剥離渦の成長を抑制できて、剥離渦を発生しにくく
でき、舵の抵抗を減少でき、振動や水中音響を小さくで
きる。後縁面などにより舵板の後端部に圧力上昇部を設
けることで、大舵角時における翼のストール現象を避け
ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、船舶の舵装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、広く一般に使用されている船舶の舵は、後甲板からほぼ垂直に下方に延 び、船体に対して回動自在に支持された舵軸の下端で、プロペラのすぐ後方に位 置するように、矩形の側面をもつ舵板を舵軸に直角に取り付けたものであり、そ の舵板の水平断面の形状は、全体として凸状の流線形状である。

【０００３】 近年、船舶の出入港、狭水路航行時の安全性向上および船の離接岸時の作業能 率向上などのために、船舶の操縦性を高めうるような高性能の舵が要求されるよ うになっている。しかしながら、上記のような従来広く一般に使用されている舵 は、船舶の操縦性を高め、かつ推進抵抗を最小にするという要求を十分に満足さ せる性能を有していない。

【０００４】 そこで最近では、従来の広く一般に用いられているものと同程度の製作コスト で、高い操縦性を有し、かつ推進抵抗を最少にするという要望を満足させるもの として、たとえば実開平１−40798 号公報に見られる船舶の舵装置が提供されて いる。

【０００５】 すなわち図10〜図12に示すように、舵装置30は舵板31と頂端板32と底端板33と からなり、前記舵板31は、側面が四辺形状で、水流の方向に沿った断面が、長手 方向の中心線Ｏに対して対称的で、かつ凸半円形状の前縁面31Ａと、この前縁面 31Ａより幅の小さい後縁面31Ｂと、前記前縁面31Ａに連続して長手方向に延び、 幅を漸次減少して最小断面幅ｔを形成する中間部側面31Ｃと、この中間部側面 31Ｃに連続して長手方向に延び、前記後縁面31Ｂまでの比較的短い長さに亘って 断面幅が増大する後部側面31Ｄとの組合わせからなる。

【０００６】 このような従来の形式によると、舵板31の後端部に圧力上昇部（後部側面31Ｄ ）を設けることによって、大舵角時における翼のストール現象（通常、舵を35度 以上とると、飛行機の失速と同様に失速する現象のこと）を避けるとともに、後 縁面31Ｂをほぼ直角状にして剥離点を安定させ、舵装置30に周期的な揚力が発生 しにくいようにさせている。このため、舵板31には大角度操舵時においても直圧 力が作用し、操船性能の飛躍的向上が得られているとともに、直進時に周期的揚 力が発生しにくいので、船の進路が安定することになる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記利点をより一層改善するため、直角状の後縁面31Ｂを持つために 生じる舵板31の抵抗を減じ、また振動あるいは水中音響の発生の原因となる恐れ のあるカルマン渦となる剥離渦35の発生をおさえる。

【０００８】 本考案の目的とするところは、大舵角時においても直圧力が作用し、ストール 現象の発生を避けられるという特性はそのまま保持し得るものでありながら、カ ルマン渦となる剥離渦を発生しにくくするとともに、剥離点をより一層安定させ 、直進時に舵に周期的揚力をより発生しにくくして船の進路をより安定にするほ か、舵の抵抗を少なくし、水中音響も減少させ得る船舶の舵装置を提供する点に ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案における船舶の舵装置は、舵板は、側面が四 辺形状で、凸半円形状の前縁面と、この前縁面より幅の小さい後縁面と、前記前 縁面に連続して長手方向に延び、かつ幅を漸次減少して最小断面幅を形成する中 間部側面と、この中間部側面に連続して長手方向に延び、前記後縁面までの比較 的短い長さに亘って断面幅が増大する後部側面との組合わせからなり、前記後縁 面の横断面が前記後部側面の最後端よりも前方に凹部を形成している。

【００１０】

【作用】

かかる本考案の構成によると、舵の後縁面の両側部に、後縁面の横断面が前記 後部側面の最後端よりも前方に凹部を形成することで、すなわち舵の後縁面を凹 状の断面にすることで、後縁面から後部側面に亘って成す角度を鋭角にし、これ により剥離点がより安定するとともに、カルマン渦の原因となる後端剥離流領域 内の双子渦の成長が抑制され、剥離渦、すなわちカルマン渦が発生しにくくなり 、舵の抵抗が減少するとともに振動や水中音響も弱くなる。また剥離点がより安 定することにより、直進時に周期的揚力がより発生しにくくなり、船の進路がよ り安定する。

【００１１】

【実施例】

以下に本考案の第一の実施例を図１〜図５に基づいて説明する。この第一の実 施例は、船の前進中、船尾部の水流ベクトルを後方に向って水平より上向きに、 また後進中、水流ベクトルを前方に向って水平より下向きにさせるような船尾形 状をもった船に適合するものである。

【００１２】 図５において、船尾部１に周知のプロペラ２が取り付けられている。前記船尾 部１の船殻のラインは、一般に後方に向かって上向きの流線形となっているため 、船の前進時にプロペラ２の後方水流Ｆは、前記船尾部１の船殻ラインに沿って 後方に、かつ水平線（プロペラ軸心線Ｌ）に対して角度αだけ上向きの水流ベク トルを有し、また船の後進時に船体に対する水流ベクトルは、前記後方水流Ｆと 反対方向のベクトル、すなわち前方に水平線（プロペラ軸心線Ｌ）に対して角度 αだけ下向きのベクトルをもって流れる。

【００１３】 前記プロペラ２の後方に、その軸心線Ｌにほぼ直交して舵軸３を船尾部１に取 り付け、その下端に前記プロペラ２のすぐ後方に位置するように舵部４を固定し て取り付けている。舵軸３は船尾部１に設けた舵取機（図示せず）により回動さ れる。

【００１４】 前記舵部４は、図１〜図４にも示すように、舵板５と、この舵板５の頂辺部に 一体的に形成された頂端板６と、底辺部に一体的に形成された底端板７とからな る。前記舵板５の側面は、前記プロペラ２の軸心線Ｌとほぼ直交する、すなわち 前記舵軸３の軸心線にほぼ平行な前縁端５a と後縁端５b 、および船尾部１にお ける後方水流Ｆの方向と平行な頂辺５c と底辺５d とで、ほぼ平行四辺形状に形 成されている。

【００１５】 前記舵板５の後方水流Ｆの方向に沿った断面形状は、長手方向中心線Ｏに対し て対称であり、凸半円形状の前縁面５Ａと、この前縁面５Ａの部分の直径より幅 の小さい後縁面５Ｂと、前記前縁面５Ａに連続して長手方向に延び、最大断面幅 Ｔを形成したのち、幅を漸減して最小断面幅ｔに至るまで凹状面を形成する中間 部側面５Ｃと、この中間部側面５Ｃに連続して長手方向に延び、前記後縁面５Ｂ までの比較的短い長さに亘って幅が漸増して凹状面を形成する後部側面５Ｄとの 組合せからなっている。

【００１６】 そして前記後縁面５Ｂの横断面が前記後部側面５Ｄの最後端よりも前方に凹部 ９を形成している。すなわち舵板５の後部は、後方ほど拡がる二又状の尾板によ り構成され、これら尾板の内面間でかつ尾板の後端面よりも内側の位置に平板８ を設けて、この平板８よりも外側の尾板部分をエッジ５Ｅに形成している。これ によりエッジ５Ｅの後端面で後部側面５Ｄの最後端を形成するとともに、平板８ の後面までの間に前方への凹部９を形成し、さらに両尾板の外面により後部側面 ５Ｄを形成する。

【００１７】 前記舵板５の高さ、水流方向の幅および舵軸３の軸心から前縁端５a と後縁端 ５b までのそれぞれの寸法比は、舵部４を所定の最大舵角にとった状態において 後方水流Ｆがすべて舵板５に当るに十分なものにし、また最大断面幅Ｔ、最小断 面幅ｔおよび後縁面５Ｂの幅などは、船の旋回性能と舵板５の中立位置、すなわ ち船の直進時における舵部４の抵抗（ドラグ）損失との兼ね合いで最適の値を選 定すればよい。

【００１８】 前記舵板５の頂辺５c に一体的に形成された頂端板６と、底辺５d に一体的に 形成された底端板７は、それぞれ船尾部１の周辺の後方水流Ｆの方向に平行に、 すなわちプロペラ２の軸心線Ｌに対して角度αに傾斜して取り付けられ、長さは 前記頂辺５c 、底辺５ｄとほぼ等しく、かつ幅方向にそれぞれ張出し部６a,７a を有している。この頂端板６の張出し部６a は長手方向の折り線６ｂに沿って上 方に折り曲げられ、また底端板７の張出し部７は長手方向の折り線７ｂに沿って 下方に折り曲げられている。

【００１９】 なお前記張出し部６a,７a の折り曲げは、個々の船の条件によって、頂端板６ か底端板７のいずれか一方だけでもよく、またいずれも折り曲げないようにして もよい。

【００２０】 従って、船の直進中においてプロペラ後方水流Ｆは、図４に示すように中間部 側面５Ｃから後部側面５Ｄへと流れる。ここで後縁面５Ｂの両側部に、後縁面５ Ｂの中間部よりも後方に延びるエッジ５Ｅを形成することで、すなわち舵の後端 に凹部９を形成することで、後縁面５Ｂから後部側面５Ｄに亘って成す角度を鋭 角にし得る。これにより剥離点がより安定するとともに、カルマン渦の原因とな る後端剥離流領域内の双子渦の成長を抑制し、剥離渦、すなわちカルマン渦が発 生しにくくなり、以て舵の抵抗が減少するとともに水中音響を弱くし得る。

【００２１】 上記の舵装置において、舵板５の頂辺部と底辺部に、頂端板６と底端板７を後 方水流Ｆと平行に一体的に配設し、それぞれ幅方向に張出し部６a,７a を形成し ているので、抵抗損失が少なく、かつ舵板５の側面に当った後方水流Ｆを舵板５ の上方外および下方外へ逸流することなく、すべて舵板５の側面に沿って流して 、水流の持つエネルギ―を最大限に舵に作用させることができるので舵効率を高 くできるが、前記張出し部７a を上方および下方へ折り曲げているので、舵板５ の側面に当って一部前方に反射した水流を、前記折り曲げ部分から上方および下 方へそれぞれ逃がすことができ、前記反射流と舵板５への流入水流との衝突に起 因する流入水流のエネルギ―の一部減殺を防ぐことができる。

【００２２】 また前記頂端板６と底端板７は、船尾部１の上下方向の動きに対して抵抗とし て働くから、船の縦揺れ（ピッチング）を防止し、特に底端板７は万一船が座礁 したとき舵板５を損傷から守る機能も有している。

【００２３】 図６は本考案の第二の実施例を示す。すなわち尾板の内面間でかつ尾板の後端 面よりも内側の位置に、内側が突の円弧状板10を設け、この円弧状板10の端部よ りも外側の尾板部分をエッジ５Ｅに形成している。これによりエッジ５Ｅの後端 面で後部側面５Ｄの最後端を形成するとともに、円弧状板10の後面までの間に前 方への凹部９を形成する。

【００２４】 図７は本考案の第三の実施例を示す。すなわち尾板の内面間でかつ尾板の後端 面よりも内側の位置に、内側が角のアングル状板20を設けて、このアングル状板 20の端部よりも外側の尾板部分をエッジ５Ｅに形成している。これによりエッジ ５Ｅの後端面で後部側面５Ｄの最後端を形成するとともに、アングル状板20の凹 入した後面までの間に前方への凹部９を形成する。

【００２５】 図８は本考案の第四の実施例を示す。すなわち尾板の後端面間に内側が突の円 弧状板10を設けて、この円弧状板10の端部をエッジ５Ｅに形成している。これに よりエッジ５Ｅの後端面で後部側面５Ｄの最後端を形成するとともに、円弧状板 10の後面で前方への凹部９を形成する。

【００２６】 図９は本考案の第五の実施例を示す。すなわち尾板の後端面間に内側が角のア ングル状板20を設けて、このアングル状板20の端部をエッジ５Ｅに形成している 。これによりエッジ５Ｅの後端面で後部側面５Ｄの最後端を形成するとともに、 アングル状板20の凹入した後面で前方への凹部９を形成する。

【００２７】

【考案の効果】 上記構成の本考案によると、舵の後縁面の両側部に、後縁面の中間部よりも後 方に延びるエッジを形成することで、すなわち舵の後端を凹状の断面にすること で、後縁面から後部側面に亘って成す角度を鋭角にすることができ、これにより 剥離点をより安定できるとともに、カルマン渦の原因となる後端剥離流領域内の 双子渦の成長を抑制できて、剥離渦、すなわちカルマン渦を発生しにくくでき、 舵の抵抗を減少できるとともに、振動や水中音響を小さくできる。

【００２８】 また、剥離点がより安定することにより、直進時に周期的揚力がより発生しに くくなり、船の進路がより安定する。他方後部側面、すなわち圧力上昇部により 、舵板には大角度操舵時においても直圧力が作用し、翼のストール現象を避ける ことができるので、高い操縦性能は維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一の実施例を示し、舵装置の側面図
である。

【図２】同図１におけるＸ−Ｘ線矢視図である。

【図３】同図１におけるＹ−Ｙ線矢視図である。

【図４】同図３における要部の作用を説明する横断平面
図である。

【図５】同船舶の舵装置を取付けた船尾部を示す概略側
面図である。

【図６】本考案の第二の実施例を示し、舵装置の要部の
横断平面図である。

【図７】本考案の第三の実施例を示し、舵装置の要部の
横断平面図である。

【図８】本考案の第四の実施例を示し、舵装置の要部の
横断平面図である。

【図９】本考案の第五の実施例を示し、舵装置の要部の
横断平面図である。

【図10】従来例を示し、舵装置の側面図である。

【図11】同図10におけるＺ−Ｚ線矢視図である。

【図12】同図11における要部の作用を説明する横断平面
図である。

【符号の説明】

１ 船尾部 ４ 舵部 ５ 舵板 ５Ａ 前縁面 ５Ｂ 後縁面 ５Ｃ 中間部側面 ５Ｄ 後部側面 ５Ｅ エッジ ５a 前縁端 ５b 後縁端 ５c 頂辺 ５d 底辺 ６ 頂端板 ６a 張出し部 ７ 底端板 ７a 張出し部 ８ 平板 ９ 凹部 10 円弧状板 20 アングル状板 Ｆ 後方水流 Ｏ 長手方向中心線 Ｔ 最大断面幅 ｔ 最小断面幅

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 舵板は、側面が四辺形状で、凸半円形状
   の前縁面と、この前縁面より幅の小さい後縁面と、前記
   前縁面に連続して長手方向に延び、かつ幅を漸次減少し
   て最小断面幅を形成する中間部側面と、この中間部側面
   に連続して長手方向に延び、前記後縁面までの比較的短
   い長さに亘って断面幅が増大する後部側面との組合わせ
   からなり、前記後縁面の横断面が前記後部側面の最後端
   よりも前方に凹部を形成したことを特徴とする船舶の舵
   装置。