JPS61501315A - 船の操舵装置 - Google Patents

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】 船の操舵装置 技術分野 本発明は造船に関し、特に、船の操舵装置に関する。

背景技術 従来、舵ブレードが操舵機関の作動部に作動可能に連結されたラダースドックの 下端部に強固に連結された構成の、船の操舵装置が広く知られている。

この従来技術の操舵装置の効率は、ブレードの吸引側に生じる流れの剥離によシ 、３０’〜３５°をこえる舵角において急激に低下する。

に連結されたブレードと、舵ブレードの前縁の前方に設けられたロータとを備え た構成の、船の操舵装置が知られている。ラダースドックは操舵機関の作動部に 作動可能に連結される。ロータは吸引側の流れの方向に回転するように設けられ る（例えば、ｒ　Ｃ１ａｕｓ　−Ｐｅｔｅｒ　Ｂｕｈｔｚ　Ｎｅｖｅ　Ｓｃｈｉ ｆｆｅｎｅｕａＭａｎ’６ｖｒｉｅｒａｎｌａｇｅｎ　５ｃｈｉｆｆ　ａｎｄ　 Ｈａｆｅｎ　、　Ｈ＠ｆｔ９／１９８２．　３４　ＪａｈｒｇａｎｇＳ、　１２ ７−１２８Ｊ参照）。

ロータを設けることによシ、３０〜３５°をこえる舵角において、舵の吸引側で 流れが剥離するのを防止することが可能になる。舵角が増加するに従い、舵の吸 引側の負圧が大きくなシ、これにより舵の横（制御）力が増加する。最大並横力 は、６０’〜８０’の舵角で発生する。このような場合、横力は、ロータの相対 速さくロータの周速と流れの前進速さとの比）が３．５マで増加することのみに よって生じる。

この操舵装置が原型として採用される。

従来、もう１つの船の操舵装置が知られており、この構成において、舵は、フィ ンと、ラダースドックの下端部て強固に固定されたブレードと、このブレードの 前縁の前方に設げられたロータとを備える。

ラダースドックは、操舵機関の作動部に作動可能に連結される（　１９７９年に 公開された西独特許出願第２．８２０，３５５号、分類Ｂ　６３Ｈ２５／３８　 、参照）。

上記操舵装置においてロータを用いることによシ、吸引側に流れの剥離を生じる ことなく舵を８０°まで変位させることが可能と々シ、またこのため、舵の横力 をかなシ増加させることが可能となる。さらに、６０°から８０°まで舵を変位 させるとともに６０’までフィンを変位させることにより、舵の抗力は実質的に 増加する。舵の抗力はプロペラの推進力に等しいかもしれない。したがって、こ のような操舵装置を用いることにより、船長方向の運動の極低速において船を操 縦することができる。

上記従来の操舵装置において、舵およびフィンを効果的に作用させるだめの舵お よびフィンの角度は６０°〜８０’に等しい。舵の横力は、ロータの相対速さが ３．５マで増加することによってのみ生じる。

上記操舵装置の具体的構成は、舵ブレードとフィンの間に設けられたもう１つの ロータを備える。

フィンの前方（ブレードとフィンの間の領域）で回転するロータによシ、３０° をこえるフィン角においてフィンの吸引側における流れの剥離が防止され、これ により、フィンの横力が増加する。操舵装置の効果的な作用のため、フィンは船 の中央面に対して１２０°〜１４０°偏位し、またフィンの横力は実質的に舵の 抗力である。

の前縁の前方に設けられたロータによって舵の横力を増加させることが可能とな シ、フィンとこのフィンの前方に設げられたロータによって舵の抗力を増加させ ることが可能となる。

上記操舵装置の最大並横力および抗力は、６０°〜８０°の舵角、かつ６０°の フィン角においてのみ得られる。さらに、舵力ば、ロータの相対速さが３．５ま で増加することによってのみ増加する。

上述した操舵装置はかなシ作動が遅く、大きな角度（８０°まで）まで舵を変位 させるのに相当な時間を要する。船が港湾その他の限界水域内で低速で航行する 時、操舵装置の作動の遅さは船の操縦性に限界を与える。さらに、船の操縦性は 、最大舵角において舵力が、舵の吸引側における流れの剥離が完全になくなった 時にロータの相対速さが３．５まで増加することのみによって、増加することが 可能である、という事実によっても制限される。比較的大きい舵角によシ、操舵 機関ユニットのよシ大きい摩耗を生じる。

発明の開示 本発明は、よシ小さい舵角においてよシ大きい舵横力を得ることを可能にし、ま たこれにょシ低速航行において船の操縦性を改善することを可能にし、かつ操舵 機関の摩耗を減少させることを可能にする構成を有する船の操舵装置を提供する ことを目的とする。

この目的は、舵が、操舵機関の作動部に作動可能に連結されたラダースドックの 下端部に強固に連結されたブレードと、両方向に回転するようにグレードの前縁 の前方に設けられたロータとを備える船の操舵装置において、舵が、両方向に回 転するようにブレードの後縁に配設された付加ロータを設けられることによシ達 成される。

好ましくは、ロータおよび付加ロータは、ブレードの幾何学的回転軸から等しい 距離に配置される。

ロータのこのような配置によシ、ラダースドックのトルクをかなシ減少させ、し たがって操舵機関の負荷を減少させ、これによう操舵機関の摩耗を減少させ、す なわち寿命を延ばすこととなる。

フィンを有する舵において、付加ロータは好ましくはフィンの後縁に設けられる 。

付加ロータのこのような構成によシ、回転するロータと流れの間の流体力の相互 作用に基く舵力の増加によって、フィンを有する舵の効率を向上させることが可 能になる。

フィンを有する舵において、フィンは舵ブレードよ）も高くなく、また付加ロー タはグレードの高さ方向に沿ってフィンに連続して設けられてもよい。

フ゛インのこのような１構成とこのフィンを舵高さに沿って付加ロータに連続し て配置することとにょシ、フィンを有する舵の効率を上昇させることが可能にな シ、また、フィンではなく舵グレード上の圧力分布の結果として生じるロータの 回転によって、舵力の増加のようにフィン思動の負荷を減少させることが可能に なる。

比較的構成が簡単である本発明に係る船の操舵装置によシ、かなり大きい横力を 得ることが可能にな）、またこれにより、低速航行における船の操縦性を改善す ることが可能になる。

さらに、小さい角度まで回転変位された舵により、またさらに舵を変位させるこ となく、かなシ大きい横力が得られる。これによシ、舵を変位させるのに必要な 時間、すなわち操舵装置の作動時間を短縮させることが可能になシ、またこれに よって船の操縦性を改善することが可能になる。

小さい舵角により、操舵機関の摩耗を減少させることとなる。

ロータの回転によシ、舵横力が生じ、舵を変位させる方向に作用することが重要 である。これによシ、舵を２０°〜３０°の舵角に定めて船の操縦性を維持する こと、すなわち操舵装置の信頼性を向上させるこ筑路をとシ、また舵を変位させ ることなく操縦することが可能であシ、これによ多制御の時間と操舵機関の摩耗 を減少させることができる。

図面の簡単な説明 添付図面とともに本発明の特有の実施例を参照して本発明をよシ詳細に説明する 。

第１図は本発明に係る船の操舵装置の部分断面側面図、 第２図は第１図の■−■線に沿う拡大断面図、第３図は、本発明に係るロータが グレードの回転軸から等しい距離の所に設けられている船の操舵装置の側面図、 第４図はフィンを有する舵の断面図、 第５図は、フィンおよび付加ロータがグレードの高さ方向に連続して配置されて いる船の操舵装置の側面図、 第６図は舵角に対する舵横力係数の曲線を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態 船の操舵装置は、船殻２内に設げられた操舵機関１（第１図）と、操舵機関１に 作動可能に連結されて回動されるラダースドック３と、舵４とを有する。

ラダースドック３および操舵機関１は目的に適した公知゛の方法で連動する。。

舵４は、ラダースドック３の下端に強固に連結されたブレード５と、このブレー ド５の前縁の前方に設げられ、船のプロペラ７に面するロータ６とを備える。付 加ロータ８はブレード５の後縁に設げられる。ロータ６．８は、舵４のブレード ５の下部に配置された軸受９内に下端部を挿入して取付けられる。ロータ６．８ の上端部は、ブレード５の上部５ａに配置された軸受１０に取付げられる。ブレ ード５は、中空に成形され、付加ロータ８の上端部に固定されたかさ歯車１４と シャフト１６に固定されたかさ歯車１５とにそれぞれ噛合するかさ歯１２．１３ を有するシャフト１１を収容するよう構成される。シャフト１６は、駆動部１７ のシャフト（図示せず）に作動可能に連結される。

ブレード５の上部５ａは、また、ロータ６に固定された歯車１８と、駆動部２１ のシャフト（図示せず）に作動可能に連結されたシャフト２０に固定された歯車 １９とを収容する。ラダースドック３は中空に成形され、駆動部１７．２１およ びシャフト１６゜２０を収容し、船殻２内の軸受２２に支持される。

軸受２２はグランドシール２３を設けられる。その下方部分において、ブレード ５は船殻２に配置された回転軸２４（第１図および第２図）を有する。回転軸２ ４ば、ラダースドック３と同軸上にあシ、これとともにブレード５０回転軸を構 成する。

駆動部１７．２１は、ロータ６．８の回転方向を変化させるべく反転可能に構成 される。

操作機関１に作用する負荷を減少させるため、ロータ２５（第３図）および付加 ロータ２６がグレード２８の幾何学的回転軸から等しい距離ｔに配置される。本 発明の実施例において、ロータ２５，２６に対する回転駆動は、水圧管３０を介 してポンプ動部により行なわれる。

舵がグレード３３の後方に配設されたフィン３２（第４図）を有する場合、付加 ロータ３４はフィン３２の後縁に取付けられる。

第５図に示される舵はブレード３５とフィン３６とを備える。舵のブレード３５ は、ラダースドック動するように連結される。ブレード３５の前縁には、ロータ ３７が配設され、後縁には付加ロータ３８が配設される。付加ロータ３８および フィン３６は、ブレード３５の高さ方向に沿って連続して配置される。ロータ３ ８はフィン３６の下方、あるいはその上方（図示せず）に配設される。ロータ３ ７，３８は目的に適した公知の構成の流体圧駆動部（図示せず）によシ駆動され る。

付加ロータを設けることによる利点は、操舵装置の作用の記載から明らかになる であろう。

船の操舵装置は次のように作用する。

低速で航行し、船体中央面に舵４を有する船を旋回させるため、駆動部１７．２ １の助げによシ、同時回転がロータ６および付加ロータ８に付与される。

ロータ６．８の回転方向は、横力を得るのに必要な方向を向く、舵４の側面にお ける流速に一致する。

第２図に矢印Ａで示されるように一方向に回転するロータ６．８に基き、ロータ が流体に生じるエネルギによって、流れＢは、流向がロータ６．８の回転方向に 一致する舵４の側面において加速され、流れがロータ６．８の回転方向の反対を 向く舵４の反対側面において減速される。舵４の一側における流れＢの加速と他 側における流れの減速とによシ、舵４上に現れる圧力差（＋−）が生じる。この 結果、ロータ６．８だけの回転によって、舵４を変位させることなく、かなシ大 きい舵の横力Ｙが生じ、この横力によシ船が旋回する。この力の大きさは、原型 としての操舵装置の舵に見られる最大力と同じくらいこの結果は第６図に示され た実験結果によシ確認される。第６図は、異なる型の舵における舵取角αに対す る横力Ｙの係数ｃｙの影響を示す。

曲線１は、ラダースドックに強固に固定されたグレードのみを備える操舵装置の 場合を示す。曲線■は、ロータがブレードの前縁の前方に配置される（原型）の 操舵装置の舵の場合を示す。曲線■は本発明による操舵装置の舵の場合を示し、 ここでロータはブレードの前縁の前方に配置され、付加ロータはブレードの後縁 に配設される。曲線■は、０°に設定された本発明の舵４により、かなり大きい 舵力がロータ６．８を回転させるだけで生じることを示し、ロータの力は舵４が 小さい角度（２０°まで）だけ変位されることによシピーク値に達する。この力 のピ一り値は原型における最大舵力（曲線■）よりも１．５〜２倍大きい。した がって、ロータ６．８を駆動した後、舵４は、旋回を早めるために２０’〜３０ ゜の角度αだけ回転変位される。原型と比較し、舵４に作用する横力の増加と、 角度α、したがってこのような力を得るために舵４を変位するのに必要な時間の 短縮とによシ、低速における船の操縦性を実質的に改善することを可能にする。

流体力の相互作用は回転するロータ６．８間に生じ、これは各ロータが他のロー タによシ流体に誘起されるエネルギを利用することに基く。ロータ６゜８間にお けるこのような相互作用のため、舵４の横力Ｙは、舵角・αの全範囲にわた）原 型に比較して実質的に増加する。舵４の横力は、ロータの相対速さが３．５より 増加しても、これに比例して、ロータ６゜８間の相互作用によって生じる。

なお、２０°〜３０°をこえる舵角において、舵角４の抗力は原凰の舵の抗力を かな、９（１，５〜２倍）上回る。このため、船長方向に非常に低速航行する船 さえ可能であシ、これにより船の操縦性はまた改善される。

なお、舵４がロータ６．８を回転させないで回転変位される時、圧力差は、吸引 側（−）において負圧が大きくなり、圧力側（＋）において正圧が大きくなって 現れ、これによシ舵の横力Ｙが生じる。その後、ロータ６．８が舵４の圧力側（ ＋）における流れの方向に回転させられる。ロータ６．８と流れの間の強い流体 力の相互作用の結果、流れは圧力側において加速され、減圧が生じる。ところが 、舵４の吸引側において流れは減速され、圧力上昇が生じてこれによシ舵の横力 の方向が反対にされる。したがって、舵４が２０°〜３０°の舵角で制限されつ つ、ロータ６．８の回転によシ、ロータの回転方向に基因する方向に作用する舵 ４の横力を発生させることが可能であり、これによシ操舵装置の信頼性を非常に 増大させる。。

本発明による操舵装置によシ、また、第１に減少した舵角のため、第２に回転す るロータ６．８の助けのみによって、すなわち舵′４を変位させることなく所定 の針路を操船することのため、操舵機関ｌの摩耗を減少させることが可能となる 。

さらに、ロータの流体力の相互作用によって、ロータ６．８の軸受に作用する負 荷をかなり（２倍以上）減少させることとなることが実験的に示され、これによ って摩耗が減少する。

最後に、約９０’の舵角においてロータ６．８を反対方向に回転させると、舵４ の抗力は実質的に増加し、これは、特に緊急時における船の減速に用いることが できる。

本発明の他の実施例において、ロータ２５　、２６はブレード２８の幾何学的回 転軸２７から等しい距離ｔに配置され、舵を変位させたシロータ２５゜２６を回 転させることによシ生じ、また、操舵機関１に伝達される流体力モーメントは、 最小である。

これにより、舵を回転させるに必要なエネルギと、操舵機関ｌの摩耗とが減少す る。

本発明のさらに他の実施例において、舵は、フィン３２（第４図）とこのフィン ３２の後縁に配置された付加ロータ３４とを有し、舵は次のように作用船を旋回 させるため、舵のグレード３３とフィン３２は所定角度だけ変位され、これによ シ圧力差がグレード３３とフィン３２の上に生じ、すなわち横力が生じる。そし てロータ６．３４は回動されて、ブレードおよびフィンの吸引側の流れを加速し 、圧力側の流れを減速させる。これによシ、圧力差が大きくなシ、横力が増加す る。

舵のフィン３６と付加ロータ３８がブレード３５の高さ方向に沿って連続的に配 置される場合、フィン３６上の負荷が増加しないまま、圧力差が舵のブレード３ ５にのみ生じるために、舵の横力はロータ３７．３８の回転とともに増加する。

したがって。

フィン３６を回動させるのに必要な力、すなわち駆動部の大きさを増加させるこ とは不要である。

６０トンの船に設けられる操舵装置が高い効率を有することが実験により確かめ られた。船の慣動半径は、１／４〜１／３だけ小さく、また船長よシも短かった 。船は舵を回転変位させることなく、またｏ　−タの回転のみを用いて舵横力を 生じさせることにより、効果的に操縦性を発揮した。制御の遅さは減少した。舵 を故意に２０°までの舵角に抑えることにより、船はどんな方向へも旋回するこ とができた。

産業上の利用可能性 最も有益に、は、本発明による操舵機構は高級船に使用される。

本発明の操舵機構は、漁船、沿岸貿易船、および内海輸送船にも使用される。

昭和６０年１１月６日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １　特許出願の表示 ＰＣＴ’／ＳＵ８４１０　ＯＯ１２ ２発明の名称 身６の操　舵　装　置 ３　特許出願人 住　所　ソビエト連邦、　１９８００８．　レニングラード、ウリツアロツマン スカヤ、デー、３ 名　称　レニングラドスキ　コラブレストロイテルニ５　補正書の提出年月日 １９８５年１月２１日（受理口） 請求の範囲 １、舵（４）が操舵機関（１）の作動部に作動可能に連結されたラダーストンク （３）の下端部に強固に連結されたブレード（５）と、両方間に回転するように ブレード（５）の前縁の前方に設けられたロータ（６）とを備えた、船の操舵装 置において、舵（４）が、両方向に回転するようにブレード２、　ロータ（２５ ）と付加ロータ（２６）が舵の幾何学的回転軸（２７）から等しい距離（１）に 配設されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の操舵装置。

３、　ブレード（３３）の後方に設けられたフィン（３２）を存し、付加ロータ （３４）がフィン（３２）の後縁に設けられることを特徴とする請求の範囲第１ 項記載の操舵装置。

４、　ブレード（３５）の後方に設けられたフィン（３６）を有し、フィン（３ ６）がブレード（３５）よりも高くなく、付加ロータ（３８）がブレード（３５ ）の高さ方向に沿ってフィン（３６）に連続して配設されることを特徴とする請 求の範囲第１項記載の操舵装置。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．舵（４）が操舵機関（１）の作動部に作動可能に連結されたラダーストック （３）の下端部に強固に連結されたブレード（５）と、両方向に回転するようブ レード（５）の前縁の前方に設けられたロータ（６）とを備えた、船の操舵装置 において、舵（４）が、両方向に回転するようにプレード（５）の後縁に配設さ れた付加ロータ（８）を設けらこれることを特徴とする船の操舵装置。 ２．ロータ（２５）と付加ロータ（２６）が舵の幾何学的な回転軸（２７）から 等しい距離（ｌ）に配設されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の操舵装 置。 ３．舵がフィン（３２）を有し、付加ロータ（３４）がフィン（３２）の後縁に 設けられることを特徴とする請求の範囲第１項記載の操舵装置。 ４．舵がフィン（３６）を有し、フィン（３６）がブレード（３５）よりも高く なく、付加ロータ（３８）がブレード（３５）の高さ方向に沿ってフィン（３６ ）に連続して配設されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の操舵装置。