JPH0517080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、船尾における舵装置に関し、特にロ
ータ付リアクシヨン舵装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、通常の船舶においては、第５図に示す
ように、船体１の船尾部にスクリユープロペラ２
が配設され、その後方に舵３″が配設されている。
スクリユープロペラ２の後流には回転成分がある
ため、舵３″へ流入する流れに対して舵３″が迎角
を有するようになり、これにより揚力が発生し、
その一部が推力となり船の推進性能向上に寄与し
ている。

従来のリアクシヨン舵装置としては、第６図
（側面図）および第７図（第６図の矢視図）に
示すようなものがある。すなわち、後方から見て
時計回り方向へ回転するスクリユープロペラの後
方に配設されたリアクシヨン舵３′が、第６図に
二点鎖線で示すような水平断面を有し、このリア
クシヨン舵３′は、プロペラ軸の中心軸線４より
も上方と下方とで互いに反対方向に捩られた形状
となつている。そしてリアクシヨン舵３′の前縁
部６ａ，６ｂの舵中心面からの隔りは、プロペラ
軸の中心軸線４上の高さにおいて最大となつてい
る。

このようなリアクシヨン舵装置において、プロ
ペラ軸の中心軸線４よりも上方では、第８図に示
すように、船体中心線７方向の流れ成分Vxaとス
クリユープロペラ（第５図の符号２参照）による
回転成分Vtaとが合成された左舷側からの流れ
Waが、第６図に符号５ａで示すような水平断面
を有するリアクシヨン舵３′へ流入して、流れ
Waに対して垂直な方向の揚力Laと流れWaに対
して同一方向の抗力Daとが発生する。この揚力
Laおよび抗力Daの船体中心線７方向の成分が推
力Taとなる。

また、プロペラ軸の中心軸線４よりも下方で
も、第９図に示すように、船体中心線７方向の流
れ成分Vxbと上記スクリユープロペラによる回転
成分Vtbとが合成された左舷側からの流れWbが
第６図に符号５ｂで示すような水平断面を有する
リアクシヨン舵３′へ流入する。そして、第８図
と同様に、流れWbに垂直な揚力Lbと流れWbと
同一方向の抗力Dbとが発生し、これらの揚力La
および抗力Dbの場合と同様に船体中心線７方向
の成分が推力Tbとなる。

以上のようにして、リアクシヨン舵３′に推力
Ta，Tbが発生するため、上記のリアクシヨン舵
装置では、船舶の推進性能がさらに向上するので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、スクリユープロペラ２の作動状態は
船舶の運航状態や載荷状態により変化し、船速や
スクリユープロペラの回転数はたえず変化してい
る。したがつて、上述のようなリアクシヨン舵装
置では、リアクシヨン舵３′へ流入する流れWa，
Wbのプロペラ軸方向の流れ成分Vxa，Vxbおよ
びスクリユープロペラによる回転成分Vta，Vtb
が一定でなく変化しており、流れWa，Wbに対
するリアクシヨン舵３′の迎角も変化する。

しかしながら、上述の従来のリアクシヨン舵装
置では、リアクシヨン舵３′の水平断面形状を変
えることができないので、スクリユープロペラ２
のある一定な作動状態に対しては最適な推進効率
が得られるが、スクリユープロペラ２の様々な作
動状態のすべての場合に対して最適な推進効率を
得ることはできない。

また、リアクシヨン舵３′がプロペラ軸の中心
軸線４よりも上方と下方とで互いに反対方向に捩
られているため、同リアクシヨン舵３′に作用す
る抵抗が大きくなり、船舶の推進効率を向上させ
る妨げとなる問題点もある。

本発明は、これらの問題点の解決をはかろうと
するもので、スクリユープロペラの様々な作動状
態に応じて、常時確実に最適な推進効率が得られ
るようにしたロータ付リアクシヨン舵装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明のロータ付リアクシヨン舵装置
は、船尾におけるプロペラよりも後方で船体に固
定され上下方向に延在する舵支持部材において、
同舵支持部材の後縁部に枢着された舵をそなえ、
上記舵支持部材の前縁部において、プロペラ軸の
中心軸線よりも上方と下方とにそれぞれ上下方向
の回転軸線を有する円筒状の上部ロータと円筒状
の下部ロータとが設けられて、上記プロペラの後
流中で上記の上部ロータおよび下部ロータを回転
駆動することによりマグナス効果に基づく推力を
発生させるためのロータ回転駆動機構が設けられ
たことを特徴としている。

〔作用〕

上述の本発明のロータ付リアクシヨン舵装置で
は、上記の上部ロータと下部ロータとが、上記ロ
ータ回転駆動機構でプロペラ後方の回転流に応じ
て互いに反対方向へ回転駆動されることにより、
上記の上部ロータおよび下部ロータの回転中にマ
グナス効果に基づき常時大きな推力が発生して、
船舶の推進効率の向上に寄与する作用が行なわれ
る。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、第１〜３図は本発明の第１実施例として
のロータ付リアクシヨン舵装置を示すもので、第
１図はその側面図、第２図は第１図の−矢視
断面図、第３図は第１図の−矢視断面図であ
る。

第１図に示すように、船体１の船尾部には、ス
クリユープロペラ２がプロペラ軸１２の先端に取
り付けられ、スクリユープロペラ２は船体後方か
ら見て時計回り方向（第１図に矢印で示す方向）
へ回転駆動される。

また、このスクリユープロペラ２の後方には、
船体１より舵支持部材８が突設されて上下方向に
延在するように船体１に固定され、同舵支持部材
８の後縁部には舵３が枢着されるとともに、同舵
支持部材８の前縁部には、プロペラ軸１２の中心
軸線よりも上方と下方とにそれぞれ上下方向の回
転軸線を有する円筒状の上部ロータ９ａと円筒状
の下部ロータ９ｂとが装着されている。

さらに、船体１の内部には、上部ロータ駆動用
モータ１０ａおよび下部ロータ駆動用モータ１０
ｂが設けられ、上部ロータ駆動用モータ１０ａは
回転軸１５ａを介して上部ロータ９ａと接続さ
れ、下部ロータ駆動用モータ１０ｂは駆動軸１
６、傘歯車機構１１および回転軸１５ｂを介して
下部ロータ９ｂと接続される。そして、これらの
上部ロータ駆動用モータ１０ａおよび回転軸１５
ａと、下部ロータ駆動用モータ１０ｂ、駆動軸１
６、傘歯車機構１１および回転軸１５ｂとでロー
タ回転駆動機構が構成される。

さらに、船体１の内部には、プロペラ軸１２の
回転数を検出するための回転数検出器１３と、こ
の回転検出器１３からの検出信号に基づいて上部
ロータ駆動用モータ１０ａおよび下部ロータ駆動
用モータ１０ｂの回転数を制御するための回転数
制御装置１４とがそなえられる。

本発明のロータ付リアクシヨン舵装置は上述の
ごとく構成されているので、船体後方から見て時
計回り方向（第１図に示す矢印２３の方向）へ回
転するスクリユープロペラ２のプロペラ軸１２の
回転数が、回転数検出器１３により検出され、同
回転数検出器１３による検出信号が回転数制御装
置１４へ送られ、さらにこの検出信号に応じて回
転数制御装置１４から上部ロータ駆動用モータ１
０ａおよび下部ロータ駆動用モータ１０ｂへ制御
信号が送られる。

この制御信号を受けた上部ロータ駆動用モータ
１０ａは回転軸１５ａを介して上部ロータ９ａを
回転駆動し、上部ロータ９ａは、第２図に示す矢
印２４の方向へ回転する。

ところで、第２図に示すように、プロペラ軸１
２の中心軸線よりも上方においては、船体中心線
７方向の流れ成分VXaとスクリユープロペラ２
による回転成分Vtaとが合成された左舷側からの
流れWaが上部ロータ９ａおよび舵３へ流入す
る。

そして、上記上部ロータ９ａが第２図に示す矢
印の方向へ回転するため、その回転中におけるマ
グナス効果により、上部ロータ９ａには流れWa
に垂直な方向の揚力Laと、流れWaと同一方向の
抗力Daとが発生する。この揚力Laと抗力Daとの
船体中心線７方向の成分が推力Taとなる。

このとき、上部ロータ９ａの回転数は、回転数
制御装置１４からの制御信号を受けた上部ロータ
駆動用モータ１０ａにより、常時推力Taが最大
となるように調整される。

一方、回転数制御装置１４からの制御信号を受
けた下部ロータ駆動用モータ１０ｂは、駆動軸１
６、傘歯車機構１１および回転軸１５ｂを介して
下部ロータ９ｂを回転駆動し、下部ロータ９ｂは
第３図に示す矢印２５の方向へ回転する。

そして、プロペラ軸１２の中心軸線よりも下方
では、第３図に示すように、船体中心線７方向の
流れ成分Vxbとスクリユープロペラ２による回転
成分Vtbとからなる右舷側からの流れWbが下部
ロータ９ｂおよび舵３へ流入し、第３図に示す矢
印２５の方向へ回転する下部ロータ９ｂには、そ
の回転中におけるマグナス効果によつて流れWb
に垂直な方向の揚力Lbと流れWbと同一方向の抗
力Dbとが発生する。この揚力Lbと抗力Dbとの船
体中心線７方向の成分が推力Tbとなる。

そして、下部ロータ９ｂの回転数も、上部ロー
タ９ａと同様に、下部ロータ駆動用モータ１０ｂ
により常時推力Tbが最大となるように調整され
る。

上述のようにして、上部ロータ９ａと下部ロー
タ９ｂとがスクリユープロペラ２の回転数に応じ
た適当な回転数で回転駆動されるため、各ロータ
９ａ，９ｂの回転中におけるマグナス効果でスク
リユープロペラ２の後流における回転成分Vta，
Vtbを最も効率よく推力Ta，Tbに変換でき、常
に高い推進効率が確実に得られるようになる。

また、上述のロータ付リアクシヨン舵装置で
は、舵３が捩れのない形状に形成されるととも
に、上部ロータ９ａおよび下部ロータ９ｂが、舵
３および舵支持部材８と整合した左右対称の形状
になつているため、従来の左右非対称に捩れるリ
アクシヨン舵と比べて、舵３、上部ロータ９ａお
よび下部ロータ９ｂにおいて発生する抗力もそれ
ほど大きなものにならないという利点がある。

さらに、本実施例では、上部ロータ９ａと下部
ロータ９ｂとを同一方向に回転させることもで
き、これによつて上部ロータ９ａおよび下部ロー
タ９ｂにおいて、左舷方向又は右舷方向への力を
発生させることもできるため、このような作動を
舵３の操舵と同時に行なうことにより、舵３の操
舵効果を大幅に向上させることも可能となる。

つぎに、本発明の第２実施例としてのロータ付
リアクシヨン舵装置について説明すると、第４図
はその側面図である。

第４図に示すように、上述の第１実施例のロー
タ付リアクシヨン舵装置とほぼ同様にスクリユー
プロペラ２の後方で船体１に固定された舵支持部
材８の後縁部に舵３が枢着され、同舵支持部材８
の前縁部に円筒状の上部ロータ９ａおよび円筒状
の下部ロータ９ｂが配設される。

そして、これらの上部ロータ９ａおよび下部ロ
ータ９ｂを回転駆動するためのロータ回転駆動機
構は、以下のように構成される。すなわち、上部
ロータ９ａの下端部と下部ロータ９ｂの上端部と
にそれぞれ固着された傘歯車１７ａ，１７ｂと、
スクリユープロペラ２のプロペラボス２ａから後
方へ突設された駆動軸１８の先端部に固着され上
記傘歯車１７ａ，１７ｂと噛合する傘歯車１９と
でロータ回転駆動機構が構成される。

したがつて、スクリユープロペラ２が矢印２０
の方向へ回転すると、この回転が駆動軸１８、傘
歯車１９および傘歯車１７ａ，１７ｂを介して上
部ロータ９ａおよび下部ロータ９ｂへ伝えられ、
上部ロータ９ａおよび下部ロータ９ｂはそれぞれ
矢印２１および矢印２２の方向へ回転する。

このようにして、上述の第２実施例のロータ付
リアクシヨン舵装置でも、上部ロータ９ａおよび
下部ロータ９ｂは、互いに反対方向へ回転する
が、この回転数はスクリユープロペラ２の回転数
に応じて増減するため、第２実施例においても、
第１実施例と同様にして、各ロータ９ａ，９ｂの
回転中におけるマグナス効果によりプロペラ後流
中の回転成分を推力に変換することができ、これ
により常時高い推進効率を保持することができ
る。

なお、第２実施例では、上部ロータ９ａと下部
ロータ９ｂとが、スクリユープロペラ２を回転駆
動するための駆動装置により、プロペラ軸１２、
プロペラボス２ａ、駆動軸１８、傘歯車１９およ
び傘歯車１７ａ，１７ｂを介し回転駆動されるた
め、第１図に示す上部ロータ駆動用モータ１０ａ
や下部ロータ駆動用モータ１０ｂなどのように、
上部ロータ９ａおよび下部ロータ９ｂだけを特に
回転駆動するための駆動装置を設ける必要がな
い。これと同時に、第１図に示す回転数検出器１
３や回転数制御装置１４などのように、上部ロー
タ９ａおよび下部ロータ９ｂの回転数を制御する
ための制御系を設ける必要もない。

なお、上述の第２実施例のロータ付リアクシヨ
ン舵装置では、上部ロータ９ａと下部ロータ９ｂ
と同一方向へ回転することはできない。

〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明のロータ付リアク
シヨン舵装置によれば、船尾におけるプロペラよ
りも後方で船体に固定され上下方向に延在する舵
支持部材において、同舵支持部材の後縁部に枢着
された舵をそなえ、上記舵支持部材の前縁部にお
いて、プロペラ軸の中心軸線よりも上方と下方と
にそれぞれ上下方向の回転軸線を有する円筒状の
上部ロータと円筒状の下部ロータとが設けられ
て、上記プロペラの後流中で上記の上部ロータお
よび下部ロータを回転駆動することによりマグナ
ス効果に基づく推力を発生させるためのロータ回
転駆動機構が設けられるという簡素な構成によつ
て、スクリユープロペラの回転状態の変化に応じ
て、適切に回転する上記の上部ロータおよび下部
ロータのマグナス効果に基づく揚力の発生に伴
い、プロペラ後流中の回転成分を推力に変換する
ことができ、船舶の推進効率を大幅に向上させる
利点があり、さらにこのことにより同船舶におけ
る燃料効率や運動性能を改善することにも寄与し
うるのである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の第１実施例としてのロー
タ付リアクシヨン舵装置を示すもので、第１図は
その側面図、第２図は第１図の−矢視断面
図、第３図は第１図の−矢視断面図でり、第
４図は本発明の第２実施例としてのロータ付リア
クシヨン舵装置を示す側面図であり、第５図は通
常の船舶の舵装置を示す側面図であり、第６〜９
図は従来のリアクシヨン舵装置を示すもので、第
６図はその舵の側面図、第７図は第６図の矢視
図、第８図は第６図の−矢視断面図、第９図
は第６図の−矢視断面図である。 １…船体、２…スクリユープロペラ、２ａ…プ
ロペラボス、３…舵、７…船体中心線、８…舵支
持部材、９ａ…上部ロータ、９ｂ…下部ロータ、
１０ａ…上部ロータ駆動用モータ、１０ｂ…下部
ロータ駆動用モータ、１１…傘歯車機構、１２…
プロペラ軸、１３…回転数検出器、１４…回転数
制御装置、１５ａ，１５ｂ…回転軸、１６…駆動
軸、１７ａ，１７ｂ…傘歯車、１８…駆動軸、１
９…傘歯車、２０〜２５…回転方向を示す矢印。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 船尾におけるプロペラよりも後方で船体に固
   定され上下方向に延在する舵支持部材において、
   同舵支持部材の後縁部に枢着された舵をそなえ、
   上記舵支持部材の前縁部において、プロペラ軸の
   中心軸線よりも上方と下方とにそれぞれ上下方向
   の回転軸線を有する円筒状の上部ロータと円筒状
   の下部ロータとが設けられて、上記プロペラの後
   流中で上記の上部ロータおよび下部ロータを回転
   駆動することによりマグナス効果に基づく推力を
   発生させるためのロータ回転駆動機構が設けられ
   たことを特徴とする、ロータ付リアクシヨン舵装
   置。