JPH0513680Y2

JPH0513680Y2 -

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Publication number: JPH0513680Y2
Application number: JP1987169595U
Authority: JP
Priority date: 1987-11-05
Filing date: 1987-11-05
Publication date: 1993-04-12
Anticipated expiration: 2002-11-05
Also published as: JPH0173498U

Description

【考案の詳細な説明】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。

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
を舵軸に直角に取付けたものであり、第８図に示
すようにその舵板１の水平断面の形状は、全体と
して凸状の流線形状である。

考案が解決しようとする問題点近年、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つている。

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るという
要求を十分に満足する性能を有していない。すな
わち、 (a) 操舵時の船体を旋回させるモーメントの発生
は、水流により舵板１の表面に垂直に働く水圧
力Hsと、舵により偏流する水流F₁またはF₂の
反力とに依存するが、上記従来の舵は、舵板１
の表面が全体として凸状の流線形となつている
ため、水流の反力による回転モーメントの発生
がない。このため舵の性能が鈍感であり、した
がつて船の旋回操縦のとき、旋回時間が長く、
旋回直径が大きくなり、船の直進中の保針性、
針路安定性が劣り、また後進中に転舵しても、
舵板１に当る水流の弱さから、船を旋回させる
力が極めて弱い。

(b) 舵板１の頂面および底面付近において、一旦
舵板に当つた強いプロペラ後流が舵板１の表面
に沿つて流れず、舵板１の上方外および下方外
に逸流することにより、舵効率が下がる。

(c) 船体の船尾部分の形状により程度の差はある
が、船尾部における水流のベクトルは船の前進
中は後方に向つて水平より上向きになり、また
船の後進中は前方に向つて水平より下向きにな
り、かつ水面に近いほど流速は大きいのが普通
であるが、船尾部におけるこのような水流の特
性を効果的に利用して舵効率を上げるような舵
の形状、構造になつていない。

一方上記のような従来の一般的な舵に対し、操
縦性を改善する手段の一つとして、舵面を前後に
２分割してヒンジで連結し、後部分（フラツプ）
をヒンジを中心として機械的に回動できるように
した、いわゆるフラツプ舵がある。しかしこの舵
は、機構が複雑で製作コストが高く、また水中に
可動部分があることで、保守点検に難があり、か
つそのための費用も高いという問題がある。

本考案は、上記のような問題点を解決して従来
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、保守点検の問題もなく、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
する船舶の舵装置を提供することを目的とするも
のである。

問題点を解決するための手段上記の問題点を解決するために本考案の船舶の
舵装置は、舵板と頂端板と底端板とからなり、舵
板は側面が四辺形状（船の前進中、水流ベクトル
を後方に向つて水平より上向きにさせるような船
尾形状の場合は、頂辺と底辺が後方に向つて上向
きとなる傾きを有する四辺形状、または水流ベク
トルを水面に平行にさせるような船尾形状の場合
は水面に平行な頂辺と底辺を有する四辺形状）
で、横断面が中心線に対して対称で、かつ凸半円
形状の前縁面と、前縁面より幅の小さい後縁面と
を有し、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、さらに長手方向に後縁面までの比較的短い
長さにわたつて断面幅が増大する後部側面との組
合わせからなり、前記頂端板および底端板は、前
記水流の方向に平行でその長さが前記舵板の長手
方向とほぼ等しく、かつ前縁部が舵板の前縁面の
断面形状とほぼ一致し、それに連続して長手方向
に流線形状に幅を所定の大きさまで漸次増大して
舵板の両側面から張出し部を形成していることを
特徴とするものである。

作用上記の構成において、船の前進中、舵を一方の
舷側に、ある角度転じると、プロペラ後流が舵板
の前記舷側の凹状面を形成する中間部側面と後部
側面に沿つて後方へ偏流し、このとき舵板に対し
面に垂直に作用する水圧力に加えて、偏流による
水流の反力が前記凹状面に作用することになり、
これにより大きな船体回転モーメントが生じて舵
の性能が良く、船体を速やかに、かつ小さい旋回
直径で旋回させることができ、また船の直進前進
中、外力により所定の進路から外れたときはこれ
を復元するために、一方の舷側へ小角度の転舵
（当て舵）を行なえば、舵板面に垂直に作用する
水圧力は比較的小さいにもかかわらず、プロペラ
後流が舵板の凹状面を形成する中間部側面と後部
側面に沿つて後方へ偏流することによつて発生す
る反力の作用が大きく、速やかに元の針路に戻る
ための比較的大きな船体回転モーメントが生じ、
また船の後進中に転舵すると、プロペラ後流は後
方から前方へ流れて舵板面には船の後進速力にほ
ぼ相当する低い流速の水流が当ることになるが、
この場合でも舵板面に垂直に作用する水圧は小さ
いにもかかわらず、舵板の凹状の側面に沿う偏流
により生じる反力が比較的大きく作用して後進中
でも船を旋回できる大きな船体回転モーメントが
生じる。そして舵板の頂部と底部に、船尾部の水
流の方向と平行に、頂端板と底端板を設け、かつ
頂端板と底端板のそれぞれの前縁部が舵板の前縁
面に沿つた流線形状であるので頂、底両端板の水
流に対する抵抗を最小にすることができ、また転
舵したとき一旦舵面に当つた強いプロペラ後流は
舵板の上方外および下方外に逸流することなくす
べて舵板の側面に沿つて流れるから、水流のエネ
ルギーを最大限に舵に作用させることができ、舵
効率が高まり、船の旋回性能、保針性、針路安定
性の向上および船首揺れ（ヨーイング）の防止に
寄与するとともに、頂、底両端板が船尾部の上下
方向の動きに対して抵抗となることにより縦揺れ
（ピツチング）の防止にも寄与して推進抵抗を最
少にし、また底端板は張出し部を通して舵板の側
面に当つて一部前方に反射した水流を下方に逃が
すことにより、この反射流と舵板への流入水流と
の衝突に起因する流入水流のエネルギーの一部減
殺を防止するとともに、座礁などの場合舵板を損
傷から守る機能も発揮する。

実施例以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明す
る。この実施例は、船の前進中、船尾部の水流ベ
クトルを後方に向つ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つて水平より下向
きにさせるような船尾形状をもつた船に適合する
実施例である。

第１図は本考案の一実施例に係る船舶の舵装置
を取付けた船尾部を示す概略側面図、第２図〜第
５図は同船舶の舵装置を示し、第２図は側面図、
第３図は第２図Ｘ−Ｘ線矢視方向の後面図、第４
図は第２図のＹ−Ｙ線矢視方向の平面図、第５図
は第２図のＺ−Ｚ線切断断面図である。第１図に
おいて、船尾部１１に周知のプロペラ１２が取付
けられている。前記船尾部１１の船殻のライン
は、一般に後方に向かつて上向きの流線形となつ
ているため、船の前進時には船尾部１１のプロペ
ラ後流F₁は、前記船尾部１１の船殻ラインに沿
つて後方に水平線（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
の後進時には船体に対する水流ベクトルは、前記
水流F₁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つて流れる。前記プロペラ
１２の後方に、その軸心線にほぼ直交して舵軸１
３を船尾部１１に取付け、その下端に前記プロペ
ラ１２のすぐ後方に位置するように舵部１４を固
定して取付けている。舵軸１３は船尾部１１に設
けた舵取機（図示せず）により回動される。

前記舵部１４は、第２図〜第５図にも示すよう
に、舵板１５と、この舵板１５の頂辺部に一体的
に形成された頂端板１６と、底辺部に一体的に形
成された底端板１７とからなつている。前記舵板
１５の側面は、船尾部１１における水流F₁の方
向と平行な頂辺１５ｃと前記頂辺１５ｃより長さ
の短い底辺１５ｄ、および頂辺１５ｃと底辺１５
ｄとの各前端を結ぶ前縁端１５ａと頂辺１５ｃと
底辺１５ｄの各後端を結ぶ後縁端１５ｂとからな
る四辺形状に形成されている。前記舵板１５の水
流F₁の方向に沿つた断面形状は、第４図および
第５図に示すように、長手方向中心線ｌに対して
対称であり、凸半円形状の前縁面１５Ａと、直線
状または凸半円形状で前記前縁面１５Ａの部分の
直径より幅の小さい後縁面１５Ｂと、前記前縁面
１５Ａに連続して長手方向に延び、最大断面幅
T₁，T₂を形成したのち、幅を漸減して最小断面
幅t₁，t₂に至るまで凹状面を形成する中間部１５
Ｃと、この中間部１５Ｃに連続して長手方向に延
び、前記後縁面１５Ｂまでの比較的短い長さにわ
たつて幅が漸増して凹状面を形成する後部側面１
５Ｄとの組合わせからなつている。前記舵板１５
の高さ、水流方向の幅および舵軸１３の軸心から
前縁端１５ａと後縁端１５ｂまでのそれぞれの寸
法比は、舵部１４を所定の最大舵角にとつた状態
においてプロペラ後流F₁がすべて舵板１５に当
るに十分なものにし、また最大断面幅T₁，T₂、
最小断面幅t₁，t₂および後縁面１５Ｂの幅など
は、船の旋回性能と舵板１５の中立位置、すなわ
ち船の直進時における舵部１４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。

前記舵板１５の頂辺１５ｃに一体的に形成され
た頂端板１６と、底板１５ｄに一体的に形成され
た底端板１７は、それぞれ船尾部１１の周辺の水
流F₁の方向に平行に、すなわちプロペラ１２の
軸心線Ｌに対して角度αに傾斜して取付けられ、
長さは前記頂辺１５ｃ、底辺ｄとほぼ等しく、か
つ前記舵板１５の両側面から幅方向に張出してそ
れぞれ長手方向中心線ｌに対して対称の張出し部
１６ａ，１７ａを形成し、前縁部１６ｂ，１７ｂ
は舵板１５の最大断面幅T₁，T₂の箇所までは前
記舵板１５の前縁面１５Ａの断面形状と一致し、
それに連続して長手方向に幅を所定の幅W₁，W₂
に達するまで漸増し、その後方は後縁部１６ｃ，
１７ｃに至るまで前記幅W₁，W₂を有している。
また底端板１７においては、張出し部１７ａは折
れ線１７ｄに沿つて下方へ所定の角度βだけ折り
曲げらけれている。なお前記張出し部の折り曲げ
は、個々の船の条件によつて折り曲げなくてもよ
い。

前記舵軸１３と舵板１５との連結は、前記頂端
板１６を利用して行なうことができる。すなわち
頂端板１６の舵軸１３との結合部を肉厚部１６Ａ
とし、これに舵軸１３のフランジ１３Ａとを合わ
せてボルト、ナツトで連結する。

上記の舵装置は、可動部分も無く、構造も簡単
で、従来の一般的な舵装置と同程度のコストで製
作できる。

次に上記の舵装置の作用について説明する。

船の前進中に、舵部１４を一方の舷側にある角
度で転舵すると、第６図イに示すように、プロペ
ラ後流F₁は船尾部１１の形状によつて、後方に
上向きの水流F₁として、この水流の方向に平行
な頂端板１６と底端板１７とによつて境界を定め
られた舵板１５に低抵抗で流入し、その際、頂端
板１６と底端板１７の前部は流線形をなすのでこ
れら両端板自体に当る水流に対する抵抗は最少限
であり、舵板１５に流入した。水流は頂端板１６
と底端板１７とによつて舵板１５から上方外およ
び下方外に逸流することなく、舵板１５の側面に
沿つて流れる。この水流F₁は、中間部側面１５
Ｃと後部側面１５Ｄとで形成される凹状面に沿つ
て偏流する。このとき舵板１５には、面に垂直に
作用する水圧力Hsに加えて、偏流による水流F₁
の反力Hdが凹状面に作用して、これによる大き
な船体回転モーメントが発生して舵のききが良
く、船体を速やかに、かつ小さい旋回直径で旋回
させることができる。一方、従来の舵の場合、第
８図イに示すように、舵板１の側面が全体として
凸状面であるので、偏流による水流F₁の反力な
どが発生せず、したがつて船体を方向転換させる
モーメントは舵板１の側面へ垂直に作用する水圧
力Hsによるものだけである。

次に船が直進中、外力により所定の針路から外
れると、オートパイロツト装置がこれを検知し
て、針路を復元するために舵部１４を当て舵とし
て小角度に転舵するが、第６図ロにも示すよう
に、このとき舵板１５へ流入するプロペラ後流
F₁の挙動は上記の前進転舵の場合と同様である。
この場合舵板１５の側面に垂直に作用する水圧力
Hsは比較的小さいにもかかわらず、水流F₁が舵
板１５の凹状面に沿つて偏流することにより発生
する反力Hdの作用が比較的大きく、速やかに元
の針路に復帰できる。一方、従来の舵の場合第８
図ロに示すように、舵板１の側面が全体として凸
状面であるので、偏流による水流F₁の反力など
が発生せず、船体の針路を復元させるモーメント
は舵板１の側面へ垂直に作用する弱い水圧力Hs
によるものだけである。

次に、船の後進中に舵部１４を一方の舷側にあ
る角度で転舵した場合、第６図ハに示すように、
舵板１５には後方から水流が流入するが、この水
流は船尾部１１の形状によつて前方に下向きの水
流F₂で、この水流F₂の方向に平行な頂端板１６
と底端板１７とによつて境界を定められた舵板１
５に流入し、上方外および下方外に逸流すること
なく舵板１５の側面の凹状面に沿つて偏流する。
この場合の水流F₂の速さは、船の後進速力とほ
ぼ等しく、船が前進中のプロペラ後流F₁に比べ
ると相当に低く、したがつて舵板１５の側面へ垂
直に作用する水圧力Hsは小さいにもかかわらず、
凹状面に沿う水流F₂の偏流による反力Hdが比較
的大きく作用し、大きな船体回転モーメントが発
生して良好な操縦性を発揮する。一方、従来の舵
の場合、第８図ハに示すように、舵板１の側面が
全体として凸状面であるので、水流F₂による反
力などが発生せず、船体回転モーメントは舵板１
の側面へ垂直に作用する弱い水圧力Hsだけであ
り、舵の性能が悪い。

上記の各操舵状態において、流速の大きい水面
側の水流部分が舵板１５の頂辺１５ｃの側の広い
面積部分に作用し、流速のより小さい底面側の水
流部分が舵板１５の底辺１５ｄの側の狭い面積部
分に作用することになり、水流のエネルギーをよ
り有効に利用しうることになり、舵板１５の側面
に働く水圧力と水流の偏流の反力を共により大き
く発生させる。すなわちより大きい船体回転モー
メントを発生させることができる。

上記の舵装置において、舵板１５の頂辺部と底
辺部に頂端板１６と底端板１７を一体的に配設
し、それぞれ幅方向に張出し部１６ａ，１７ａを
形成し、しかもこれらは水流F₁の方向と平行で
あるので、抵抗損失が少なく、さらに前記頂端板
１６と底端板１７の前縁部１６ｂ，１７ｂは舵板
１５の前縁板１５ａの断面形状と一致して流線形
の形状を有しているので、水流に対する抵抗が少
なく、かつ上記のように舵板１５の側面に当つた
水流を舵板１５の上方外および下方外へ逸流する
ことなく、すべて舵板１５の側面に沿つて流し
て、水流の持つエネルギー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
記底端板１７の折れ曲がつた張出し部１７ａによ
つて舵板１５に当つて一部前方に反射した水流
を、前記折り曲げ部分から下方へ逃がすことがで
き、前記反射流と舵板１５への流入水流のエネル
ギーの一部減殺を防ぐことができる。また前記頂
端板１６と底端板１７は、船尾部１１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
（ピツチング）を防止し、特に底端板１７は万一
船が座礁したとき舵板１５を損傷から守る機能も
有している。

第７図は本考案の他の実施例の船舶の舵装置を
示す断面図である。第７図に示す実施例におい
て、舵板２５の側面を、上記の第１の実施例が中
間部側面１５Ｃと後部側面１５Ｄとの滑らかな曲
線の凹状面であつたのに代えて、直線の組合わせ
により平面状に凹面を形成したもので、同等の効
果を発揮する。すなわち、舵板２５の断面は、長
手方向中心線ｌに対して対称的であり、凸半円形
状の前縁面２５Ａと、直線状または凸半円形状で
前記前縁面２５Ａの部分の直径より幅の小さい後
縁面２５Ｂと、前記前縁面２５Ａに連続して長手
方向に最大断面幅Ｔから幅を減少していくように
直線的に延び、最小断面幅ｔに達すると前記長手
方向中心線ｌに平行に直線的に延びる中間部側面
２５Ｃと、この最小断面幅の中間部側面２５Ｃに
連続して長手方向に後縁面２５Ｂまで比較的短い
長さにわたつて断面幅が漸増するように直線的に
延びた後部側面２５Ｄとを組合わせて形成したも
のであり、その他の部分は上記の第１の実施例の
ものと全く同様に形成されている。このように形
成された舵装置において、舵板２５の側面に中間
部側面２５Ｃと後部側面２５Ｄとで形成された平
面状の凹面により、上記の第１の実施例の舵装置
における舵板１５の側面の凹状面と同様の作用効
果が得られる。

また第１図〜第５図に示す第１の実施例におい
ては、舵板１５の頂辺１５ｃの長さが底辺１５ｄ
の長さより長くなつていたが、ほぼ等しい長さと
してもよく、上層側と下層側の水流の差は利用し
ないものの構造が簡単となり、しかも上記実施例
とほぼ同様の作用効果を発揮する。

考案の効果以上のように本考案の船舶の舵装置において
は、舵板の頂辺部および底辺部に頂端板および底
端板を設け、それぞれの前縁部を舵板の前縁端の
断面形状と一致させた後長手方向に漸次幅を増大
して流線形状としたので、水流に対する頂端板と
底端板の抵抗を極めて小さくすることができ、ま
たこれら頂端板と底端板を水流の方向による抵抗
損失を生じないように船尾部の水流の方向に平行
に設けたので、前進時のプロペラ後流および後進
時の後方から水流は舵板に効果的に流入し、かつ
その流入水流を舵板の上方外および下方外に逸流
することなく舵板の側面に沿つて流れることにな
り、水流の水力を舵板に効果的に作用させること
ができ、また舵板の側面を左右対称で凹状面とし
たことにより、船の前進転舵時において急速、か
つ旋回直径の小さい旋回が可能になり、船の直進
時においてはすぐれた保針性、針路安定性の確保
および船首揺れ（ヨーイング）の防止が可能にな
り、船の後進転舵時においてもすぐれた旋回能力
を発揮し、さらに前記頂端板および底端板により
船の縦揺れ（ピツチング）を防止して推進効率を
最良とし、座礁時の舵板保護が可能になる。など
の格別の効果を奏し、しかも構造が簡単で、従来
一般的な舵装置と同程度の製作コストで、保守点
検の問題もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る船舶の舵装置
を取付けた船尾部を示す概略側面図、第２図〜第
５図は同船舶の舵装置を示し、第２図は側面図、
第３図は第２図のＸ−Ｘ線矢視方向の後面図、第
４図は第２図のＹ−Ｙ線矢視方向の平面図、第５
図は第２図のＺ−Ｚ線切断断面図、第６図イ，
ロ，ハは同船舶の舵装置の作用説明図、第７図は
本考案の他の実施例の船舶の舵装置の断面図、第
８図イ，ロ，ハは従来例の作用説明図である。１１……船尾部、１２……プロペラ、１４……
舵部、１５，２５……舵板、１５Ａ，２５Ａ……
前縁面、１５Ｂ，２５Ｂ……後縁面、１５Ｃ，２
５Ｃ……中間部側面、１５Ｄ，２５Ｄ……後部側
面、１５ａ，２５ａ……前縁端、１５ｂ，２５ｂ
……後縁端、１５ｃ……頂辺、１５ｄ……底辺、
１６……頂端板、１６ａ……張出し部、１７……
底端板、１７ａ……張出し部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

舵板と頂端板と底端板とからなり、舵板は側面
が四辺形状で、横断面が中心線に対して対称でか
つ凸半円形状の前縁面と、前縁面より幅の小さい
後縁面を有し、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、さらに長手方向に後縁面までの比
較的短い長さにわたつて断面幅が増大する後部側
面との組合わせからなり、頂端板および底端板
は、その長さが舵板の長手方向とほぼ等しく、か
つ前縁部が舵板の前縁面の断面形状とほぼ一致
し、それに連続して長手方向に流線形状に幅を所
定の大きさまで漸次増大して舵板の両側面から張
出し部を形成していることを特徴とする船舶の舵
装置。