JPH0526797U - 船舶用舵 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 造波抵抗とスプレー抵抗とを低減し得る船舶
用舵を提供する。 【構成】 軽荷状態水線面ＷＬの下方近傍位置で、舵３
の前縁部及び少なくとも前部の側部に、舵３の表面から
所定幅を有する略水平状の水流規制板７であって造波抵
抗減少の為の水流規制板７を設けた。或いは、舵３の前
縁１０のうち、少なくとも軽荷状態水線面ＷＬを貫通す
る部分及びその近傍部分を、主に舵３のスプレー抵抗減
少の為に６５度以下の前傾角Ｉとなるように形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、船舶用舵に関し、特に造波抵抗やスプレー抵抗を低減し得る船舶用 舵に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

中・大型の船舶の舵に関して、船速の割りに舵の前後方向長さが比較的小さく また舵はプロペラ後流中にあるため、舵におけるフルード数はかなり大きくなり 、舵の造波抵抗及びスプレー抵抗が相当大きくなることが知られている。これら 造波抵抗やスプレー抵抗が問題となるのは、船舶が軽荷状態にあって舵が軽荷状 態水線面を貫通しているときであり、この場合舵の前縁部において水中の圧力が 増し上昇流を伴って自由表面に大きな波が発生し、同時に舵の水線面を貫く前縁 からスプレーが発生して抵抗増加要因となる。

【０００３】 舵（ラダーホーン式舵ではそれも含む）は、通常流線型断面状に形成されては いるが、舵に作用する操舵力が大きいため強度上の要求から舵の幅（翼厚）も大 きくなる関係上、舵自体の形状抵抗を低減することは容易ではなく、これまで舵 の造波抵抗を低減し得る有効な技術は殆ど実用化されていない。 また、通常の船舶の舵においては、その前縁の前傾角は約７０〜８０度と大き く形成されているので、水流に対する舵前縁の突入角が舵の流線型断面の前端の 突入角と略等しい大きな値となり、大きなスプレーが発生するが、このスプレー に起因するスプレー抵抗を低減する有効な技術は未だ実用化されていない。

【０００４】 ところで、実開昭６３−１７０４００号公報には、１軸プロペラ船のダブルフ ラップラダーにおけるフラップラダーの前部と側部に複数の整流用フィンを高さ 方向適当間隔おきに設け、渦流状のプロペラ後流を整流することにより抵抗低減 を図るようにしたフィン付きダブルフラップラダーが提案されている。 また、実開平１−６５７９３号公報には、流線型舵の上端部に上方突状のトン ネルフィンを設け、プロペラ後流の吹上流を規制することにより転舵性能の向上 と抵抗減少を図るようにしたトンネルフィン付き舵構造が提案されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

舵に起因する造波抵抗とスプレー抵抗に関して、従来の一般的流線型舵では、 舵前部の形状抵抗が大きく水中の圧力上昇に伴う上昇流が自由表面に現れて波が 発生することになるが、舵の前縁部の水線面に近い位置で水流の上昇は全く規制 されないので水中の圧力上昇に相当する波が生じ、それが造波抵抗となる。 一方、従来の舵では舵前縁の前傾角が７０〜８０度と大きいので、舵上端側部 分の前後長さ（翼舷長）を大きく出来ず、強度上の要求から舵の翼厚が大きくな り形状抵抗が大きくなる。

【０００６】 前記実開昭６３−１７０４００号公報の技術では、ダブルフラップラダーの各 々に５組の表面積の大きな整流用フィンを設けるので、粘性抵抗の増加を招き、 抵抗減少の作用が著しく相殺されてしまうことから、実用に適するものとは言い 難い。前記実開平１−６５７９３号公報の技術では、舵の上端部にトンネルフィ ンを設けるので、軽荷状態のときにトンネルフィンは水線面よりも上方に位置す るので、軽荷状態のときの抵抗減少作用は全く期待出来ない。

【０００７】 本考案の目的は、軽荷状態における舵の造波抵抗を低減し得るような船舶用舵 、及び舵のスプレー抵抗を低減し得るような船舶用舵を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る船舶用舵は、船舶用の舵において、軽荷状態水線面の下方近傍 位置で、舵の前縁部及び少なくとも前部の側部に、舵の表面から所定幅を有する 略水平状の水流規制板であって舵の造波抵抗減少の為の水流規制板を設けたもの である。尚、前記略水平状の水流規制板は、平板を水平に或いは迎角をもって配 置したものでもよく、翼状のフィンを水平に或いは迎角をもって配置したもので もよい。

【０００９】 請求項２に係る船舶用舵は、船舶用の舵において、舵の前縁のうち、少なくと も軽荷状態水線面を貫通する部分及びその近傍部分を、主に舵のスプレー抵抗減 少の為に６５度以下の前傾角となるように形成したものである。

【００１０】

【作用】

請求項１に係る船舶用舵においては、軽荷状態水線面の下方近傍位置で、舵の 前縁部及び少なくとも前部の側部に、舵の表面から所定幅を有する略水平状の水 流規制板であって舵の造波抵抗減少の為の水流規制板を設けたので、舵の前縁部 及び前部の側部の水線面近くにおいて水流規制板により上昇流が規制されて波の 発生が抑制されるので、造波抵抗減少作用が得られる。

【００１１】 請求項２に係る船舶用舵においては、舵の前縁のうち、少なくとも軽荷状態水 線面を貫通する部分及びその近傍部分を、主に舵のスプレー抵抗減少の為に６５ 度以下の前傾角となるように形成したので、軽荷状態水線面を貫通する部分にお いて水流に対する舵前縁の突入角が従来の舵に比較して小さくなりスプレー及び 波の発生が抑制され、スプレー抵抗減少作用と造波抵抗減少作用が得られる。 更に、前記のように、前傾角を小さくした分だけ舵の上端側部分における前後 長さ（翼舷長）を拡大できるので、それに応じて舵の強度を低下させずに舵の幅 （翼厚）を小さくして、舵自体の形状抵抗を小さくして造波抵抗を低減すること が出来る。

【００１２】

【考案の効果】

前記作用の項で説明したように、次のような効果が得られる。 請求項１に係る船舶用舵によれば、軽荷状態水線面の下方近傍位置で、舵の前 縁部及び少なくとも前部の側部に、舵の表面から所定幅を有する略水平状の水流 規制板であって舵の造波抵抗減少の為の水流規制板を設けるという簡単な構成に よって、舵の前縁部及び前部の側部の水線面近くにおいて上昇流を規制して波の 発生を抑制することが出来る。これにより、舵の造波抵抗を大幅に減少させるこ とが出来る。

【００１３】 請求項２に係る船舶用舵によれば、舵の前縁のうち、少なくとも軽荷状態水線 面を貫通する部分及びその近傍部分を、主に舵のスプレー抵抗減少の為に６５度 以下の前傾角となるように形成するという簡単な構成によって、軽荷状態水線面 を貫通する部分において水流に対する舵前縁の突入角を従来の舵に比較して小さ くしてスプレー及び波の発生を抑制することが出来る。これにより、スプレー抵 抗を大幅に減少させることが出来、同時に造波抵抗を減少させることが出来る。 更に、前傾角を小さくした分だけ舵の上端側部分における前後長さ（翼舷長） を拡大できるので、それに応じて舵の強度を低下させずに舵の幅（翼厚）を小さ くして、舵自体の形状抵抗を小さくすることが出来る。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面に基づいて説明する。 〔第１実施例〕 本実施例は、中型乃至大型タンカーに設けられた舵に本考案を適用した場合の 実施例であり、図１〜図３に示すように、タンカー１のプロペラ２の後方には舵 ３が配設され、舵３は船体の船尾部４の上部に垂設状に固着されたラダーホーン ５とこのラダーホーン５に支持された舵本体６とからなり、舵本体６は図示外の 操舵装置によりラダーホーン５に対して略鉛直の支軸回りに回動操作される。 舵３の抵抗を極力小さくする為に、舵３の断面は図３に示すように翼形の流線 型断面に形成され、前記ラダーホーン５は通常鋳造品で構成されまた舵本体６は 実際には中空状に形成されている。

【００１５】 図示の水線面ＷＬは軽荷状態水線面であり、タンカー１が軽荷状態のときに舵 ３の上部約１／３部分は水線面ＷＬ上に露出する関係上、水線面ＷＬを貫通する 舵３により波とスプレーとが発生する。 前記波の発生による舵３の造波抵抗を低減する為、水線面ＷＬの下方近傍位置 で、ラダーホーン５の前縁部と側部に亙ってラダーホーン５の表面から約３５０ ｍｍの幅Ｂを有する水平状の水流規制板７がラダーホーン５に固着されており、 水線面ＷＬから水流規制板７までの距離Ｈは約６００〜８００ｍｍに設定されて いる。前記水流規制板７は例えば３０〜５０ｍｍの厚さの鋼板からなり、それが ラダーホーン５に溶接やボルトにより固着されるが、水流規制板７の幅Ｂは２０ ０〜５００ｍｍ程度の範囲に設定することが望ましい。

【００１６】 舵３から発生する波は、舵３の前縁部とその近傍部から発生することから、舵 ３の前部に位置するラダーホーン５の前縁部と側部とに亙って設ければ十分であ る。但し、軽荷状態水線面ＷＬが複数段に亙って変動する船舶の場合には、複数 の軽荷状態水線面に対応する複数段の位置に夫々水流規制板７を前記同様に設け てもよい。 前記のように、水流規制板７を水平に配設せずに、図４に示すように水平面に 対して迎角Ａをもたせて配設してもよいし、また図５に示すように側面視にて全 体的に翼型状のフィンからなる水流規制板７を迎角をもたせて配設してもよい。

【００１７】 次に、この舵３の作用について説明する。 タンカー１の船速はそれほど大きくなくとも、船速に対して舵３の前後長さ（ 翼舷長）が短く、また舵３はプロペラ後流中にあるので、舵３におけるフルード 数は非常に大きくなることから、舵３による造波作用が起こることになる。 即ち、水流中において舵３の前縁近傍部の抵抗作用により水中の圧力が増加し その圧力増加による上昇流が発生し、それが自由表面に現れて波が発生する。従 来の舵のように、水流規制板７を設けない場合には図２に点線８で図示のように 波が発生することになるが、水流規制板７設けると、この水流規制板７によって 上昇流の水線面ＷＬの方への上昇が抑制されて舵３の近傍における水線面ＷＬの 近くの流れは水平方向に向けられ、造波作用が著しく低下し、図１に２点鎖線９ で示すように小さな波になる。つまり、舵３の造波抵抗が著しく低減することに なる。

【００１８】 このように、水流規制板７は、舵３の前縁近傍部における水中の上昇流を抑制 する為のものなので、水流規制板７の形状は図示のものに限るものではなく、舵 ３の表面から一定幅に形成する必要はないが、幅Ｂを過大に設定すると水流規制 板７の表面積が大きくなって粘性抵抗の増加を招くので幅Ｂとしては約３５０〜 ５００ｍｍ程度の値にするのが望ましい。前記幅Ｂが過小の場合には水流規制作 用が低減することはいうまでもない。そして、水流規制板７の高さ位置Ｈは、前 記６００〜８００ｍｍ の値に限るものではなく、水線面ＷＬの極く近くに配設 してもよく、また、図示の水流規制板７はラダーホーン５のみに設けられている が、操舵時にラダーホーン５側の水流規制板７と干渉しないように、それよりも 一段低い位置において舵本体６の側部にも水流規制板７を設けてもよい。

【００１９】 〔第２実施例〕 本実施例は、前記と同様に中型乃至大型タンカーに設けられた舵に本考案を適 用した場合の実施例であり、前記実施例と同様のものに同一符号を付して説明を 省略する。 図６と図７に示すように、タンカー１が軽荷状態で航行する場合に、舵３が軽 荷状態水線面ＷＬを貫通する状態になることから、舵３の前縁のうち、水線面Ｗ Ｌを貫く部分からスプレーが発生してスプレー抵抗となる。 このスプレー抵抗と造波抵抗を低減する為に、舵３の一部をなすラダーホーン ５の前縁１０のうち、水線面ＷＬより高さＤだけ低い位置から上方の部分を、６ ５度以下の前傾角となるように形成してある。但し、高さＤは約５００〜１５０ ０ｍｍ程度の値である。

【００２０】 通常の船舶の舵の場合には、図６に２点鎖線１０Ｐで示すように、ラダーホー ン５の前縁の前傾角Ｉは約７０〜８０度の値に設定されているが、本実施例の舵 ３では前傾角Ｉを６５度以下に小さくして水流に対するラダーホーン５の前縁１ ０の突入角Ｗａ（図７参照）を小さくするとともに、図３との比較からも判るよ うにラダーホーン５の前縁１０の形状を図７に示すように鋭角的に尖った形状に 形成して突入角Ｗａを極力小さくしてある。 前記のように、前傾角Ｉを６５度以下に設定するのは、前傾角Ｉが６５度より 大きい場合には前傾角Ｉを小さくしたことによる突入角Ｗａ縮小の効果が不十分 となり、スプレー抵抗低減の作用が殆ど期待できないからである。

【００２１】 次に、この舵３の作用について説明すると。 前記のように、舵３におけるフルード数はかなり大きくなることから、舵３の 前縁１０のうち、水線面ＷＬを貫く部分からスプレーが発生し、そのスプレーを 発生させるエネルギーがスプレー抵抗となる。従来の舵のように、その前縁の前 傾角を７０〜８０度もの大きな値に設定すると、舵の抵抗が大きくなり、図６に 点線１１で示すように大きなスプレーが発生することになるが、本実施例の舵３ においては舵３の前縁１０の前傾角Ｉを６５度以下に小さく設定するので、舵３ の前縁１０の水流に対する突入角Ｗａが小さくなって舵３の形状抵抗が小さくな るうえ、舵３の前縁部を鋭角的に尖らせることで突入角Ｗａを更に小さくしてあ るので舵３の形状抵抗が更に小さくなる。これにより、スプレーの発生が著しく 抑制され、図６に２点鎖線１２で示すように小さなスプレーだけが発生するよう になる。

【００２２】 前記のように、舵３の前縁１０のうち、水線面ＷＬを貫く部分からスプレーが 発生することから、舵３の前縁１０のうち水線面ＷＬを貫く部分及びその近傍部 分の前傾角Ｉを６５度以下に形成すればよいが、軽荷状態水線面ＷＬの変動もあ りまた波もあることに鑑みて、ラダーホーン５の前縁１０の全高に亙って前傾角 Ｉを前記のように小さく形成してもよい。 前記のように前傾角Ｉを小さくすると、ラダーホーン５の上端側部分の前後長 さＬが大きくなるので、荷重条件的に最も厳しいラダーホーン５の強度を低下さ せることなく、ラダーホーン５及び舵本体６の幅（翼厚）を小さくして舵３の形 状抵抗を小さくでき、これにより、造波抵抗とスプレー抵抗とを低減することも 出来る。 尚、図８に示すように、ラダーホーン５の前縁１０のうち水線面ＷＬの近くの 部分のみを、前傾角Ｉが小さくなるように形成してもよい。

【００２３】 前記第１実施例と第２実施例とから判るように、舵３の造波抵抗とスプレー抵 抗とを極力低減する為には、図９に示すように、ラダーホーン５の前縁１０の前 傾角Ｉを６５度以下に設定し且つ軽荷状態水線面ＷＬの下方近くの位置でラダー ホーン５の前縁部と側部とに亙って前記同様の略水平状の水流規制板７を設け、 更にラダーホーン５の前縁部を極力鋭的に尖った形状に形成することが望ましい 。 尚、本考案は中乃至大型のタンカーに限らず、種々のサイズのまた種々の用途 の船舶の舵に適用し得ることは言うまでもなく、また舵の形式もラダーホーン式 の舵に限らずラダーストック式の舵やその他種々の形式の舵にも同様に適用し得 ることは言うまでもない。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る船体船尾部の側面図である。

【図２】第１実施例に係る舵の要部側面図である。

【図３】図２の３−３線断面拡大図である。

【図４】変形例に係る図２相当図である。

【図５】変形例に係る図２相当図である。

【図６】第２実施例に係る船体船尾部の側面図である。

【図７】図６の６−６線断面拡大図である。

【図８】変形例に係る図６相当図である。

【図９】別実施例に係る図１又は図６相当図である。

【符号の説明】

ＷＬ 軽荷状態水線面 ３ 舵 ５ ラダーホーン ６ 舵本体 ７ 水流規制板 １０ 前縁 Ｉ 前傾角

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 船舶用の舵において、 軽荷状態水線面の下方近傍位置で、舵の前縁部及び少な
   くとも前部の側部に、舵の表面から所定幅を有する略水
   平状の水流規制板であって舵の造波抵抗減少の為の水流
   規制板を設けたことを特徴とする船舶用舵。
2. 【請求項２】 船舶用の舵において、 舵の前縁のうち、少なくとも軽荷状態水線面を貫通する
   部分及びその近傍部分を、主に舵のスプレー抵抗減少の
   為に６５度以下の前傾角となるように形成したことを特
   徴とする船舶用舵。