JP2012131475A

JP2012131475A - 船舶用舵

Info

Publication number: JP2012131475A
Application number: JP2011251448A
Authority: JP
Inventors: Sadatomo Kuribayashi; 定友栗林
Original assignee: K Seven Co Ltd
Current assignee: K Seven Co Ltd
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2012-07-12

Abstract

【課題】舵板形状を複雑化させることなく且つ複雑な推力制御を要することなく、船舶の旋回性能の向上及び推進効率の向上を可能にする船舶用舵を提供する。
【解決手段】船舶２のスクリュープロペラ６より後方に配置され、舵軸８２と舵軸８２に取り付けられた舵板部８４とを含んでなる船舶用舵８。舵軸８２の回動中心８２Ｃは、垂直方向を向いており、且つスクリュープロペラ６の回転中心６Ｃと交差するように位置している。舵板部８４は、スクリュープロペラ６の右舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板８４１と、スクリュープロペラ６の左舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板８４２とを備えている。舵軸８２は船舶２の船体４に対して舵軸回動中心８２Ｃの周りで回動可能なように支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶用舵に係るものであり、特にその構造に関するものである。

一般に、船舶用舵は、船尾部にあって、スクリュープロペラにより生ぜしめられる高速水流（プロペラ後流）中に位置するように配置され、垂直方向の舵軸回動中心の周りで舵板を所要角度範囲内で回動させ、高速水流との相互作用により船舶の進行方向を設定するのに使用される。従来の船舶用舵では、１つのスクリュープロペラの後方に１枚の舵板を配置している。

近年、船舶の旋回性能及び推進性能を向上させるため、舵において種々の提案がなされている。例えば、特開平８−１０８８９６号公報（特許文献１）には、舵板全体としての横断面形状をＳ字形状とすることで、プロペラ後流中の旋回成分を効率良く推力に変換するようにした舶用ラダーが開示されている。また、例えば、特開平１１−１８０３９６号公報（特許文献２）には、プロペラ後流のうちの回転成分が近づいて来る範囲にある舵板の後部をプロペラ後流を迎える方向に湾曲させることで、舵切り力を高め推進性能を向上させるようにした船舶用舵が開示されている。

一方、２つのスクリュープロペラを備えた２軸プロペラ船においては、旋回方向にあるスクリュープロペラの推力を反対方向にあるスクリュープロペラの推力より低くすることで、旋回性能を向上させることができる。

特開平８−１０８８９６号公報特開平１１−１８０３９６号公報

しかるに、特許文献１及び特許文献２に記載されるような船舶用舵は、舵板を極めて複雑で特殊な形状のものとするので、製造が容易ではないという難点がある。また、これらの船舶用舵による旋回性能の向上には未だ改善の余地がある。

また、２軸プロペラ船における上記のような旋回性能の向上のためには複雑な推力制御が必要であり、このような旋回性能向上手段を特に小型船舶へ適用することは現実的ではない。

そこで、本発明は、以上のような技術的課題に鑑みて、舵板形状を複雑化させることなく且つ複雑な推力制御を要することなく、船舶の旋回性能の向上及び推進効率の向上を可能にする船舶用舵を提供することを目的とする。

本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
船舶のスクリュープロペラより後方に配置され、舵軸と該舵軸に取り付けられた舵板部とを含んでなる船舶用舵であって、
前記舵軸の回動中心は、垂直方向を向いており、且つ前記スクリュープロペラの回転中心と交差するように位置しており、
前記舵板部は、前記スクリュープロペラの右舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板と、前記スクリュープロペラの左舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板とを備えており、
前記舵軸は前記船舶の船体に対して前記回動中心の周りで回動可能なように支持されていることを特徴とする船舶用舵、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とは、前記舵軸の回動中心及び前記スクリュープロペラの回転中心の双方を含む平面に関して対称的な位置に配置されている。

本発明の一態様においては、前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも垂直方向に延びている。

本発明の一態様においては、前記スクリュープロペラの旋回領域の後方の領域における前記右舷側舵板と前記左舷側舵板との間の距離の最大値は、前記スクリュープロペラの直径より小さい。本発明の一態様においては、前記スクリュープロペラの旋回領域の後方の領域における前記右舷側舵板と前記左舷側舵板との間の距離の最大値は、前記スクリュープロペラの直径の０．５倍以上である。

本発明の一態様においては、前記舵板部は、前記右舷側舵板の上部と前記左舷側舵板の上部とを互いに連結し且つ前記舵軸に接続する上側連結接続部を備えている。本発明の一態様においては、前記舵板部は、更に、前記右舷側舵板の下部と前記左舷側舵板の下部とを互いに連結する下側連結接続部を備えている。本発明の一態様においては、前記舵軸は前記舵板部の上側に位置する上側軸部と前記舵板部の下側に位置する下側軸部とからなり、前記上側軸部が前記舵板部の上側連結接続部に接続されており、前記下側軸部が前記舵板部の下側連結接続部に接続されている。本発明の一態様においては、前記舵板部は、更に、前記スクリュープロペラの旋回領域の後方の領域を横切るように延び且つ前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とを互いに連結する中側連結接続部を備えている。

本発明によれば、舵板部の構成を特定のものとすることで、舵板形状を複雑化させることなく且つ複雑な推力制御を要することなく、船舶の旋回性能の向上及び推進効率の向上を可能にする船舶用舵が提供される。

本発明による船舶用舵の第１の実施形態を示す模式的正面図である。本発明による船舶用舵の第１の実施形態を示す模式的側面図である。本発明による船舶用舵の第１の実施形態を示す模式的斜視図である。本発明による船舶用舵の第１の実施形態の船舶用舵の動作説明図である。本発明による船舶用舵の第２の実施形態を示す模式的正面図である。本発明による船舶用舵の第２の実施形態を示す模式的側面図である。本発明による船舶用舵の第２の実施形態を示す模式的斜視図である。本発明による船舶用舵の第３の実施形態を示す模式的正面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明による船舶用舵の第１の実施形態を示す模式的正面図（船舶の後方から見た図）であり、図２は本実施形態を示す模式的側面図であり、図３は本実施形態を示す模式的斜視図である。

本実施形態において、船舶２は、船体（特に船尾部）４から後方に突出するスクリュープロペラ６及び舵８を備えている。スクリュープロペラ６の回転中心は６Ｃである。該プロペラ回転中心６Ｃは、水平方向に延びている。

舵８は、本発明に係るものであり、スクリュープロペラ６より後方に配置されており、舵軸８２と該舵軸に取り付けられた舵板部８４とを含んでなる。

舵軸８２の回動中心は８２Ｃである。該舵軸回動中心８２Ｃは、垂直方向を向いており、且つプロペラ回転中心６Ｃと交差するように配列されて位置している。

スクリュープロペラ６は、旋回する際に円形の領域を通る。この領域を旋回領域ということにする。該旋回領域は、図１において舵軸回動中心８２Ｃより右側に位置する右舷側旋回領域と、図１において舵軸回動中心８２Ｃより左側に位置する左舷側旋回領域とからなる。

舵板部８４は、スクリュープロペラ６の右舷側旋回領域の後方の領域（空間領域）を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板８４１と、スクリュープロペラ６の左舷側旋回領域の後方の領域（空間領域）を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板８４２とを備えている。より具体的には、右舷側舵板８４１は、スクリュープロペラ６の右舷側旋回領域の後方に位置して垂直方向に延びており、且つスクリュープロペラ６の回転中心６Ｃに沿った板状をなしている。同様に、左舷側舵板８４２は、スクリュープロペラ６の左舷側旋回領域の後方に位置して垂直方向に延びており、且つスクリュープロペラ６の回転中心６Ｃに沿った板状をなしている。右舷側舵板８４１と左舷側舵板８４２とは、スクリュープロペラ６の回転中心６Ｃから等距離に配置されており、従って、右舷側舵板８４１と左舷側舵板８４２とは、舵軸８２の回動中心８２Ｃ及びスクリュープロペラ６の回転中心６Ｃの双方を含む平面に関して対称的な位置に配置されている。

舵板部８４は、更に、右舷側舵板８４１の上部と左舷側舵板８４２の上部とを互いに連結し且つ舵軸８２に接続する連結接続部（上側連結接続部）８４３を備えている。連結接続部８４３は、たとえば水平板状をなす。尚、舵板部８４は、更に、右舷側舵板８４１の下部と左舷側舵板８４２の下部とを互いに連結する連結接続部（下側連結接続部）を備えていてもよい（このような形態については後述する）。

右舷側舵板８４１と左舷側舵板８４２との間の距離は、スクリュープロペラ６の直径より小さい。尚、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２に対するプロペラ後流の作用を高めるには、右舷側舵板８４１と左舷側舵板８４２との間の距離は、スクリュープロペラ６の直径の０．５倍以上であることが好ましい。

舵軸８２は船体４に対して舵軸回動中心８２Ｃの周りで回動可能なように支持されている。尚、図示はしないが、舵軸８２は船体４の内部まで延びており、船体内の公知の駆動手段より、舵軸回動中心８２Ｃの周りで回動せしめられる。

図４に、本実施形態の船舶用舵の動作説明図を示す。図４（Ａ），（Ｂ）は、上方から見た図である。

図４（Ａ）では、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２は、プロペラ回転中心６Ｃと平行に位置する。これは、船舶２の直進航行時の状態であり、このときの舵軸回動中心８２Ｃの周りでの舵軸８２の回動角度が０であるものとする。この状態では、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２は、プロペラ後流の回転成分を後方へと向けて推進力に寄与させる整流作用を発揮する。この整流作用は一般的な舵の１枚の舵板によるものに比べて大きく、これにより推進性能が向上する。

図４（Ｂ）では、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２は、プロペラ回転中心６Ｃに対して角度θをなすように位置する。これは、船舶２の右旋回航行時の状態であり、このときの舵軸回動中心８２Ｃの周りでの舵軸８２の回動角度はθである。この状態では、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２は、以上のような整流作用の他に、船体右旋回作用をなす。

この船体旋回作用は、一般的な舵の場合とは異なるものとなる。即ち、舵軸８２の回動に伴い、右舷側舵板８４１が右舷側旋回領域の後方の空間領域においてスクリュープロペラ６に接近し、他方では、左舷側舵板８４２が左舷側旋回領域の後方の空間領域においてスクリュープロペラ６から遠ざかる。従って、プロペラ後流と右舷側舵板８４１との相互作用は、プロペラ後流と左舷側舵板８４２との相互作用とは大きさの異なるものとなる。具体的には、右舷側舵板８４１に対してプロペラ後流が与える力は、左舷側舵板８４２に対してプロペラ後流が与える力より大きい。このため、第１の観点からは、右舷側舵板８４１によりプロペラ後流を側方へと偏向させる作用の大きさは、左舷側舵板８４２によりプロペラ後流を側方へと偏向させる作用の大きさより大きくなる。また、第２の観点からは、右舷側舵板８４１によるプロペラ推進力低下作用の程度は、左舷側舵板８４２によるプロペラ推進力低下作用の程度より大きくなる。かくして、本実施形態においては、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２によるプロペラ後流の偏向作用の反作用に基づく船体旋回作用に加えて、プロペラ後流の右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２との相互作用の差異に起因するプロペラ推進力の差に基づく船体旋回作用（上記の２軸プロペラ船における一方のスクリュープロペラ推力を他方のスクリュープロペラ推力より低くして旋回性能を得るものと同様の作用）をも発現させることで、旋回性能を向上させることができる。

以上、図４（Ｂ）では船体右旋回の場合につき説明したが、船体左旋回の場合には、舵軸回動中心８２Ｃの周りでの舵軸８２の回動を船体右旋回の場合とは逆向きにすればよいこと、及び船体右旋回の場合と同様な作用が得られること、は容易に理解できるであろう。

以上のように、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２を備えた舵板部８４の作用に基づき、推進性能及び旋回性能が向上するので、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２の浸水面積を低減することが可能となり、これにより船体抵抗を低減することができる。浸水面積の低減は、例えば、船首尾方向の右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２の寸法の低減として実現される。

図５は本発明による船舶用舵の第２の実施形態を示す模式的正面図（船舶の後方から見た図）であり、図６は本実施形態を示す模式的側面図であり、図７は本実施形態を示す模式的斜視図である。これらの図において、図１〜図４におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。

本実施形態は、上記図１〜図４を参照して説明した第１の実施形態と、次の点において相違する。

舵板部８４は、上側連結接続部８４３に加えて、右舷側舵板８４１の下部と左舷側舵板８４２の下部とを互いに連結する下側連結接続部８４３’を備えている。下側連結接続部８４３’は、上側連結接続部８４３と同様に、たとえば水平板状をなす。

また、舵軸８２は舵板部８４の上側に位置する上側軸部８２ａと舵板部８４の下側に位置する下側軸部８２ｂとからなる。上側軸部８２ａが上側連結接続部８４３に接続されている構成は、上記図１〜図４を参照して説明した実施形態のもと同様である。下側軸部８２ｂは、下側連結接続部８４３’に接続されており、船体４に対して舵軸回動中心８２Ｃの周りで回動自在なように支持されている。

本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果が得られることに加えて、第１の実施形態に比べて、舵の強度が高められると共に、水平板状の下側連結接続部８４３’が存在することで整流作用が一層高められる。

図８は本発明による船舶用舵の第３の実施形態を示す模式的正面図（船舶の後方から見た図）である。この図において、図１〜図７におけると同様な機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。

本実施形態は、上記図１〜図４を参照して説明した第１の実施形態と、舵板部８４の構成が相違する。即ち、本第３の実施形態においては、舵板部８４は、更に、スクリュープロペラ６の旋回領域の後方の空間領域を横切るように延び且つ右舷側舵板８４１と左舷側舵板８４２とを互いに連結する中側連結接続部８４３”を備えている。中側連結接続部８４３”は、上側連結接続部８４３と同様に、たとえば水平板状をなす。

本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果が得られることに加えて、第１の実施形態に比べて、舵の強度が高められると共に、スクリュープロペラ６の旋回領域の後方の空間領域を横切るように延びた水平板状の中側連結接続部８４３”が存在することで整流作用が更に一層高められる。

以上の実施形態では、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２がそれぞれ１枚であるものとしているが、本発明においては、右舷側舵板８４１及び左舷側舵板８４２のそれぞれとして、船首尾方向寸法が同等またはより小さなものを更に含む複数枚からなるものとしてもよい。

２船舶
４船体
６スクリュープロペラ
６Ｃスクリュープロペラの回転中心
８舵
８２舵軸
８２ａ舵軸の上側軸部
８２ｂ舵軸の下側軸部
８２Ｃ舵軸回動中心
８４舵板部
８４１右舷側舵板
８４２左舷側舵板
８４３連結接続部（上側連結接続部）
８４３’ 下側連結接続部
８４３” 中側連結接続部

Claims

船舶のスクリュープロペラより後方に配置され、舵軸と該舵軸に取り付けられた舵板部とを含んでなる船舶用舵であって、
前記舵軸の回動中心は、垂直方向を向いており、且つ前記スクリュープロペラの回転中心と交差するように位置しており、
前記舵板部は、前記スクリュープロペラの右舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた右舷側舵板と、前記スクリュープロペラの左舷側旋回領域の後方の領域を通って上方から下方へと延びた左舷側舵板とを備えており、
前記舵軸は前記船舶の船体に対して前記回動中心の周りで回動可能なように支持されていることを特徴とする船舶用舵。
前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とは、前記舵軸の回動中心及び前記スクリュープロペラの回転中心の双方を含む平面に関して対称的な位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の船舶用舵。
前記右舷側舵板及び前記左舷側舵板は、いずれも垂直方向に延びていることを特徴とする、請求項１または２に記載の船舶用舵。
前記スクリュープロペラの旋回領域の後方の領域における前記右舷側舵板と前記左舷側舵板との間の距離の最大値は、前記スクリュープロペラの直径より小さいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の船舶用舵。
前記舵板部は、前記右舷側舵板の上部と前記左舷側舵板の上部とを互いに連結し且つ前記舵軸に接続する上側連結接続部を備えていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の船舶用舵。
前記舵板部は、更に、前記右舷側舵板の下部と前記左舷側舵板の下部とを互いに連結する下側連結接続部を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の船舶用舵。
前記舵軸は前記舵板部の上側に位置する上側軸部と前記舵板部の下側に位置する下側軸部とからなり、前記上側軸部が前記舵板部の上側連結接続部に接続されており、前記下側軸部が前記舵板部の下側連結接続部に接続されていることを特徴とする、請求項６に記載の船舶用舵。
前記舵板部は、更に、前記スクリュープロペラの旋回領域の後方の領域を横切るように延び且つ前記右舷側舵板と前記左舷側舵板とを互いに連結する中側連結接続部を備えていることを特徴とする、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の船舶用舵。