JP6874927B2 - 船舶用舵及び船舶 - Google Patents

Description

本発明は、直進時の抗力が小さく、舵を切って舵角を取ったときに発生する舵力が大きい船舶用舵及び船舶に関する。

船舶の操船においては、舵は必要不可欠な装置であり、船尾のプロペラ等の推進器の後方に舵を設けて、航行中に、操舵により舵角を取ったことで生じる舵の横力により、船体を前進方向に対して回頭させて旋回している。この舵においては、舵を切って舵角を取ったときに大きな揚力を発生させて舵力を大きくすることが望ましく、舵を大きくすることでこの舵力も大きくなるが、一般的に舵はプロペラの後方に設定されるため、十分なスペースを確保することが難しく、舵の大きさには制限が生じる。

また、近年、船舶の主機から排出される排ガスに対する環境対策によって主機の馬力を小さくする傾向にある。そのため、小さい主機馬力であっても荒天時における操縦性能を満足させることができる舵の開発が望まれており、特に、これらの観点から既存の舵と同等の大きさでより高い舵力を得ることができる舵の開発が望まれている。

この高揚力舵としては、例えば、舵本体の後端部にフラットバーをその舵本体の後端部に対して幅方向に僅かに突出するように接続し、かつ、舵本体の水平断面形状を、前半部が舵外方に向かう突曲線の流線型で、後半部がその凸曲線から凹曲線に反転したフォロー形状に形成した高揚力舵が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、高揚力舵としては、舵ブレードが水平断面の輪郭において前方へ半円形状に突出させた前縁部と前縁部に連続して流線型に幅を増大させた後に最小幅部に向けて徐々に幅を減少させた中間部と中間部に連続して所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた魚尾後縁部からなる魚形水平断面形状をなす高揚力舵が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２７６６８９号公報 特開２０１３−２２０６９７号公報

しかしながら、上記の構成の高揚力舵においては、舵面に沿って流れる水流と抗力と舵力の関係を考察すると、まだまだ改善の余地があり、本発明者らは、多くの水槽実験や流体シミュレーション計算の結果から、船舶用舵の形状の工夫次第では、直進時の抗力を抑制しつつ、舵を切って舵角を取ったときの舵力をさらに増大させることができるとの知見を得た。

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、直進時の抗力を抑制しつつ、舵を切って舵角を取ったときに発生する舵力をより増大させることができる船舶用舵及び船舶を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の船舶用舵は、当該船舶用舵の水平断面における最大幅から後方の形状に関して、標準曲率半径を当該船舶用舵の舵全体における舵最大幅の２倍以上で５倍以下の範囲内の長さで設定し、標準交差角を２２度以上３２度以下の範囲内の角度で設定すると共に、当該船舶用舵の水平断面形状における後方標準形状線を、最大幅位置から後方へ発する前記標準曲率半径の標準円弧と、この標準円弧に接して、この標準円弧の後方にて前記標準交差角で互いに交差する直線における当該船舶用舵の左右中心線上の交差点と、前記標準円弧との接点との間の左右２つの側面形成用線分と、前記交差点及び前記交差点から後方に当該水平断面の前後方向の長さの５％以上でかつ７０％以下の距離移動した点を結ぶ線分である後部線分とからなる左右対称の形状線として設定したときに、当該船舶用舵の可動部の最下端から最上端までの領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅位置よりも後方の後方断面外形線と、この水平断面における前記後方標準形状線との幅方向の最長距離が、前記舵最大幅の３％の長さ以下であることを特徴とする。

この構成によれば、水平断面における最大幅位置よりも後方の後方断面外形線に関して、標準曲率半径を舵最大幅の２倍以上で５倍以下の範囲内の長さで設定することにより、必要最低減の大きさになる。また、側面形成用線分の、船舶用舵の前後方向に対する傾斜角（すぼみ角度）が、標準交差角の半分となり、１１度から１６度程度となるので、つまり、標準円弧との接線から後方の幅がこのすぼみ角度の傾斜で徐々に減少する形状となる。これらの構成により、前方からこの船舶用舵に流入する水流を舵面に沿って後方側に円滑に流すことができるようになるので、剥離の発生を回避でき船舶用舵の抗力を低減することができる。

また、側面形成用線分と後部線分とがなす角度（＝「１８０度」−「すぼみ角度」）が１６４度から１６９度程度となっているので、この側面形成用線分と後部線分とが交差する部位に大きな凹部を確保できて、舵を切って舵角を取ったときに、圧力が高い側の水流がこの部分に当たることになり、より大きな舵力を発揮できる。

さらに、当該船舶用舵の可動部の最下端から最上端までの領域の全部または一部の水平断面において、略同じ後方標準形状線に近い形状となるので、製造時の工作が容易となり、工作性が向上する。

あるいは、上記の目的を達成するための本発明の船舶用舵は、当該船舶用舵の水平断面における最大幅から後方の形状に関して、標準曲率半径を当該船舶用舵の舵全体における舵最大幅の２倍以上で５倍以下の範囲内の長さで設定し、第１標準交差角を２２度以上３２度以下の範囲内の角度で設定し、第２標準交差角を前記第１標準交差角より４度以上で１０度以下の範囲内で小さく設定すると共に、当該船舶用舵の水平断面形状における第１後方標準形状線を、最大幅位置から後方へ発する前記標準曲率半径の標準円弧と、この標準円弧に接して、この標準円弧の後方にて前記第１標準交差角で互いに交差する直線における当該船舶用舵の左右中心線上の交差点と、前記標準円弧との接点との間の左右２つの側面形成用線分と、前記交差点及び前記交差点から後方に当該水平断面の前後方向の長さの５％以上でかつ７０％以下の距離移動した点を結ぶ線分である後部線分とからなる左右対称の形状線として設定し、当該船舶用舵の水平断面形状における第２後方標準形状線を、最大幅位置から後方へ発する前記標準曲率半径の標準円弧と、この標準円弧に接して、この標準円弧の後方にて前記第２標準交差角で互いに交差する直線における当該船舶用舵の左右中心線上の交差点と、前記標準円弧との接点との間の左右２つの側面形成用線分と、前記交差点及び前記交差点から後方に当該水平断面の前後方向の長さの５％以上でかつ７０％以下の距離移動した点を結ぶ線分である後部線分とからなる左右対称の形状線として設定し、かつ、当該船舶用舵の上下方向に関して、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の間を４等分し、下から第１領域、第２領域、第３領域、第４領域とすると共に、前記第１領域と前記第４領域を合わせた両端側領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅位置よりも後方の後方断面外形線と、この水平断面における前記第１後方標準形状線との幅方向の最長距離が、前記舵最大幅の３％の長さ以下であり、かつ、前記第２領域と前記第３領域を合わせた中央側領域の１つの水平断面において、この水平断面における最大幅位置よりも後方の後方断面外形線と、この水平断面における前記第２後方標準形状線との幅方向の最長距離が、前記舵最大幅の３％の長さ以下であり、かつ、上下で当該水平断面をはさむ２つの水平断面から当該水平断面に向かって後方断面外形が連続的に拡張されているように構成している。

この構成によれば、上記の構成による効果に加えて、中央側領域において、水平断面における最大幅よりも後方の後方断面外形線が、両端側領域の第１後方標準形状線よりは徐々に細くなる第２後方標準形状線に基づいた形状となるので、中央側領域における舵面の前後方向に対する傾斜が緩やかになる。そのため、舵角が０（ゼロ）でない場合も船舶用舵の前方から流入する水流を後方に向かって円滑に流すことができる。その結果、従来技術の舵では舵角が０でない場合に剥離が発生し易い中央側領域における剥離の発生を抑制することができるので、舵の抗力を低減し、揚力を増大させることができる。

上記の船舶用舵において、当該船舶用舵を可動部と非可動部で構成し、前記非可動部に設けた単数又は複数の軸受部で前記可動部を回動可能に支持すると共に、前記軸受部の最下端から前記可動部の上端側までの可動部保持領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅の前後方向の位置と、前記可動部の旋回中心の前後方向の位置との距離が、この水平断面における前後方向長さの５％の長さ以下であるように構成している。

この構成によれば、舵の厚さが最も必要な軸受部の近傍に、その水平断面における最大幅の部位が配置されることになるので、この船舶用舵が、無駄に肥大化せず、この肥大化による抵抗増加を回避でき、低抵抗となる。

一方で、非可動部を有さない吊り舵タイプの場合には、上記の船舶用舵において、当該船舶用舵の可動部に固定された舵頭材を、当該船舶用舵を取り付けている船尾側に設けた軸受部で回動可能に支持すると共に、前記舵頭材の最下端から当該船舶用舵の可動部の上端側までの舵頭材保持領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅の前後方向の位置と、当該船舶用舵の可動部の旋回中心の前後方向の位置との距離が、この水平断面における前後方向長さの５％の長さ以下であるように構成されている。

この構成によれば、舵の厚さが最も必要な、船舶用舵の可動部に固定された舵頭材の近傍に、その水平断面における最大幅の部位が配置されることになるので、この船舶用舵が、無駄に肥大化せず、この肥大化による抵抗増加を回避でき、低抵抗となる。

上記の船舶用舵において、当該船舶用舵の幅方向に関して、当該船舶用舵の可動部の最下端からこの可動部の高さの１０％上にある位置の水平断面における最大幅が、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の中間点の水平断面における最大幅の８０％以下であるように構成されている。

この構成によれば、船舶用舵の下側において舵厚を減少して薄く形成することにより、無駄な舵厚を減らし、船舶用舵の抵抗を低減することができる。

上記の船舶用舵において、当該船舶用舵の前後方向に関して、当該船舶用舵の可動部の最下端からこの可動部の高さの１０％上にある位置である下端側位置の水平断面における最大幅の位置が、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の中間点の水平断面における最大幅の位置より前方にあり、かつ、前記下端側位置の水平断面における前端位置と最大幅の位置との間の距離が、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の中間点である中央高さ位置の水平断面における前端位置と最大幅の位置との距離の８０％以下であるように構成されている。

この構成によれば、船舶用舵の下側において、下端側位置の最大幅の位置が中央高さ位置よりも前方になるので、後部線分の前端の位置が下端側位置の方が中央高さ位置よりも前方となり、後部線分の部分が長くなるので、舵を切って舵角を取ったときに、前後方向に対する角度が最も大きくなる後部線分に相当する部位が広くなる。そのため、舵を切って舵角を取ったときに、圧力が高くなる側において、水流が当たる角度が大きくなる部分が増加し、大きな舵力を発生することができる。

上記のような目的を達成するための本発明の船舶は、上記の船舶用舵を備えていることを特徴とし、上記の船舶用舵の作用効果と同じ作用効果を発揮できる。

本発明の船舶用舵及び船舶によれば、船舶用舵の直進時の抗力を減少しつつ、舵を切って舵角を取ったときに発生する舵力をより増大させることができる。これにより、既存の従来技術の舵と同等の大きさでより高い横力を得て舵の効きを良くすることができるので、小さい主機馬力でも荒天時の操縦性を満足させることが可能になる。

本発明の第１の実施の形態の船舶用舵の構成を模式的に示す、水平断面図を含む側面図である。 第１の実施の形態の船舶用舵における後方標準形状線を示す水平断面図である。 第１の実施の形態の船舶用舵における前方断面外形線と後方断面外形線と後方標準形状線を示す水平断面図である。 本発明の第２の実施の形態の船舶用舵の構成を模式的に示す、水平断面図を含む側面図である。 本発明の第３の実施の形態の船舶用舵の構成を模式的に示す、水平断面図を含む側面図である。 船舶用舵の上下方向における最大幅の変化の例を示す正面図である。 船舶用舵の上下方向における最大幅の変化の別の例を示す正面図である。 船舶用舵の上下方向における最大幅の前後方向位置の変化の例を示す側面図である。 従来技術の船舶用舵の構成を模式的に示す、水平断面図を含む側面図である。 図９の船舶用舵の正面図である。

以下、本発明に係る船舶用舵及び船舶について、図面を参照しながら説明する。なお、船舶の前方向をＸ方向とし、左舷方向をＹ方向とし、上方向をＺ方向とする。また、図面は模式的に示すもので、図面における寸法の比率は必ずしも実機とは同じでは無い。

図１に示すように、本発明に係る第１の実施の形態の船舶１と船舶用舵１０は、可動部１０ａと非可動部１０ｂとからなるマリナー型であり、プロペラ２の後側に配置され、その上端側は船舶１の船尾内に配置される操舵機(図示しない)に接続され、かつ、下端側は非可動部１０ｂの内部の軸受部１７で支持された舵頭材（舵柱）１５により、可動部１０ａはこの舵頭材１５周りに回動される。図９及び図１０に示すように、従来技術の舵１０Ｘは、上下方向に翼断面形状をして下方に行くにつれてその幅が徐々に狭くなるように構成されている。

図２に示すように、この船舶用舵１０のある水平断面において最大幅Ｂｓ位置より後方の標準形状に関しては、標準曲率半径Ｒｓを船舶用舵１０の舵全体における舵最大幅Ｂｍａｘの２倍以上で５倍以下の範囲内の長さで設定する。また、標準交差角αｓをαａ以上でαｂ以下の範囲内の角度で設定する。ここで、αａを２２度とし、αｂを３２度とする。

それと共に、船舶用舵１０の水平断面形状において、その水平断面における最大幅Ｂｓより後方の形状である後方標準形状線Ｓｓを、標準円弧Ｃｓと側面形成用線分Ｌｓａ、Ｌｓｂと後部線分Ｌｓｃとで形成し、これらの左右対称の形状線として設定する。

この標準円弧Ｃｓは、標準曲率半径Ｒｓの円弧である。側面形成用線分Ｌｓａ、Ｌｓｂ(点線表示)は、標準円弧Ｃｓに接して、この標準円弧Ｃｓの後方にて標準交差角αｓで互いに交差する直線Ｌａ、Ｌｂ(点線表示)の一部であり、この直線Ｌａ、Ｌｂにおける船舶用舵１０の左右中心線Ｃ上の交差点Ｐｓと、標準円弧Ｃｓとの接点Ｐｓａ、Ｐｓｂとの間の左右２つの線分である。また、後部線分Ｌｓｃは、交差点Ｐｓから後方に延びる線分である。この後部線分Ｌｓｃの長さＬ１は、好ましくはその水平断面における水平断面の前後方向の長さの５％以上でかつ７０％以下の長さ、より好ましくは２０％以上でかつ５０％以下の長さとする。

そして、第１の実施の形態の船舶用舵１０においては、図１に示すように、船舶用舵１０の可動部１０ａの最下端Ｈ１から最上端Ｈ５までの領域Ｒａの全部または一部、好ましくは５０％を超え１００％以下、より好ましくは９０％を超え１００％以下の範囲における水平断面において、図３に示すように、この水平断面における最大幅Ｂｓ位置よりも後方の後方断面外形線Ｓｂと、この水平断面における後方標準形状線Ｓｓとの幅方向の最長距離が、舵最大幅Ｂｍａｘの３％の長さ以下となるように構成する。なお、この水平断面における最大幅Ｂｓ位置よりも前方の前方断面外形線Ｓｆについては、本発明では特に限定せず、周知の方法で形状を決定することでよい。

なお、図１に示す構成では、領域Ｒａにおける後部線分Ｌｓｃの前端１６が、略直線状となっている方が、工作性は向上するが、これに限定されず、後部線分Ｌｓｃの前端１６の位置は、上下方向の高さによって前後に変化する構成であってもよい。

この構成によれば、水平断面における最大幅Ｂｓ位置よりも後方の後方断面外形線Ｓｂに関して、標準曲率半径Ｒｓを舵最大幅の２倍以上で５倍以下の範囲内の長さで設定することにより、必要最低減の大きさになる。

また、側面形成用線分Ｌｓａ、Ｌｓｂの、船舶用舵１０の前後方向（Ｘ方向）に対する傾斜角（すぼみ角度）βは、標準交差角αｓの半分となり（β＝αｓ／２）、１１度から１６度程度となるので、つまり、標準円弧Ｃｓとの接点Ｐｓａ、Ｐｓｂから後方の幅がこのすぼみ角度βの傾斜で徐々に減少する形状となる。

これらの構成により、前方からこの船舶用舵１０に流入する水流を舵面に沿って後方側に円滑に流すことができるようになるので、舵面における剥離の発生を回避でき船舶用舵１０の抗力を低減することができる。

また、側面形成用線分Ｌｓａ、Ｌｓｂと後部線分Ｌｓｃとがなす角度（＝「１８０度」−「すぼみ角度」）γ（＝１８０−β）が１６４度から１６９度程度となっているので、この側面形成用線分Ｌｓａ、Ｌｓｂと後部線分Ｌｓｃとが交差する部位に大きな凹部を確保できて、舵を切って舵角を取ったときに、圧力が高い側の水流がこの部分に当たることになり、より大きな舵力を発揮できる。

さらに、この船舶用舵１０の可動部の最下端Ｈ１から最上端Ｈ５までの領域Ｒａの全部または一部、好ましくは５０％を超え１００％以下、より好ましくは９０％を超え１００％以下の範囲における水平断面において、略同じ後方標準形状線Ｓｓに近い形状となるので、製造時の工作が容易となり、工作性が向上する。

次に、図４に示す第２の実施の形態の船舶１Ａと船舶用舵（以下、舵という）１０Ａについて説明する。

この船舶用舵１０Ａは、船舶用舵１０Ａのある水平断面において最大幅Ｂｓ位置より後方の標準形状に関して、船舶用舵１０Ａの水平断面形状における第１後方標準形状線Ｓｓ１を、第１の実施の形態の船舶用舵１０の水平断面形状における後方標準形状線Ｓｓと同様に形成する。この場合に第１標準交差角αｓ１は、標準交差角αｓと同じである。

一方、この船舶用舵１０Ａでは、第１後方標準形状線Ｓｓ１だけでなく、さらに、水平断面形状における第２後方標準形状線Ｓｓ２を設定する。これは、第１の実施の形態の船舶用舵１０の水平断面形状における後方標準形状線Ｓｓにおいて、標準交差角αｓを、以下の第２標準交差角αｓ２としたものである。この第２標準交差角αｓ２は第１標準交差角αｓ１より４度以上で１０度以下の範囲内で小さく設定される。すなわち「αｓ１−１０≦αｓ２≦αｓ１−４」とされる。その他は同じである。これにより、第２後方標準形状線Ｓｓ２は、第１後方標準形状線Ｓｓ１よりは徐々に細くなる形状となる。

そして、図４に示すように、船舶用舵１０Ａの上下方向に関して、船舶用舵の可動部１０ａの最下端１４と最上端１２の間を４等分し、下から第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、第３領域Ｒ３、第４領域Ｒ４とすると共に、第１領域Ｒ１と第４領域Ｒ４を合わせた両端側領域Ｒｂの全部または一部、好ましくは５０％を超え１００％以下、より好ましくは９０％を超え１００％以下の範囲における水平断面において、この水平断面における最大幅Ｂｓ位置よりも後方の後方断面外形線Ｓｂと、この水平断面における第１後方標準形状線Ｓｓ１との幅方向の最長距離が、舵最大幅Ｂｍａｘの３％の長さ以下であるように構成する。

それと共に、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３を合わせた中央側領域Ｒｃにある１つの水平断面において、この水平断面における最大幅Ｂｓ位置よりも後方の後方断面外形線Ｓｂと、この水平断面における第２後方標準形状線Ｓｓ２との幅方向の最長距離が、舵最大幅Ｂｍａｘの３％の長さ以下であり、かつ、上下で当該水平断面をはさむ２つの水平断面（好ましくは、当該水平断面から舵可動部高さの１０％以上３０％以下だけ上下に離れた水平断面）から当該水平断面に向かって後方断面外形が連続的に拡張されているように構成する。

この構成によれば、上記の第１の実施の形態の船舶用舵１０による効果に加えて、中央側領域Ｒｃにおいて、水平断面における最大幅Ｂｓ位置よりも後方の後方断面外形線Ｓｂが、両端側領域Ｒｂの第１後方標準形状線Ｓｓ１よりは徐々に細くなる第２後方標準形状線Ｓｓ２に基づいた形状となるので、中央側領域Ｒｃにおける舵面の前後方向に対する傾斜が緩やかになる。つまり、中央側領域Ｒｃにおける後部線分Ｌｓｃの前端１６が、両端側領域Ｒｂにおける後部線分Ｌｓｃの前端１６よりも後方となる。

そのため、舵角が０（ゼロ）でない場合も船舶用舵１０Ａの前方から流入する水流を後方に向かって円滑に流すことができる。その結果、従来技術の船舶用舵では舵角が０でない場合に剥離が発生し易い中央側領域Ｒｃにおける剥離の発生を抑制することができるので、船舶用舵１０Ａの抗力を低減し、揚力を増大させることができる。

次に、最大幅Ｂｓ位置と船舶用舵１０、１０Ａの旋回中心位置との関係について、好ましい構成を説明する。図１及び図４に示すような船舶用舵１０、１０Ａにおいては、非可動部１０ｂは、単数又は複数の軸受部１７で可動部１０ａを回動可能に支持する。図１及び図４の構成では、軸受部１７は、船舶用舵１０、１０Ａの上下方向の中央に配置されているが、これによらず上下にずれていても良い。

この軸受部１７の最下端Ｈ６から可動部１０ａの上端１２側までの可動部保持領域Ｒ６の全部または一部、好ましくは５０％を超え１００％以下、より好ましくは９０％を超え１００％以下の範囲における水平断面において、この水平断面における最大幅Ｂｓの前後方向の位置と、可動部１０ａの旋回中心の前後方向の位置との距離が、この水平断面における前後方向長さの５％の長さ以下であるように構成することが好ましい。

なお、図１に示す構成では、この水平断面における最大幅Ｂｓの前後方向の位置と、可動部１０ｂの旋回中心の前後方向の位置との距離はゼロ値なっている。つまり、最大幅Ｂｓの前後方向の位置が、可動部１０ａの旋回中心Ｐｒの前後方向の位置と一致している。一方、図４に示す構成では、この水平断面における最大幅Ｂｓの前後方向の位置と、可動部１０ａの旋回中心の前後方向の位置Ｐｒとの距離Ｄ６はゼロ値にはなっていない。例えば、軸受部１７の最下端Ｈ６における水平断面では、最大幅Ｂｓの前後方向の位置が、可動部１０ａの旋回中心Ｐｒの前後方向の位置より距離Ｄ６だけ後方となっている。

これにより、舵の厚さが最も必要な軸受部１７の近傍に、その水平断面における最大幅Ｂｓの部位が配置されることになるので、この船舶用舵１０、１０Ａが、無駄に肥大化せず、この肥大化による抵抗増加を回避でき、低抵抗となる。

一方、図５に示すような、吊り舵タイプの船舶用舵１０Ｂにおいては、船舶用舵１０Ｂの可動部１０ａに固定された舵頭材１５Ｂを、船舶用舵１０Ｂを取り付けている船尾側に設けた軸受部１８で回動可能に支持している。この場合には、舵頭材１５Ｂの最下端Ｈ７から船舶用舵１０Ｂの可動部１０ａの上端１２側の位置Ｈ５までの舵頭材保持領域Ｒ７の全部または一部、好ましくは５０％を超え１００％以下、より好ましくは９０％を超え１００％以下の範囲における水平断面において、この水平断面における最大幅Ｂｓの前後方向の位置と、この船舶用舵１０Ｂの可動部１０ａの旋回中心Ｐｒの前後方向の位置との距離Ｄ７が、この水平断面における前後方向長さの５％の長さ以下であるように構成することが好ましい。

これにより、舵の厚さが最も必要な、船舶用舵１０Ｂの可動部１０ａに固定された舵頭材１５Ｂの近傍に、その水平断面における最大幅Ｂｓの部位が配置されることになるので、この船舶用舵１０Ｂが、無駄に肥大化せず、この肥大化による抵抗増加を回避でき、低抵抗となる。

次に、船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂの上下方向（Ｚ方向）における最大幅Ｂｓの変化に関して、好ましい構成を説明する。図６及び図７に示すように、この船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂの可動部１０ａの最下端１４からこの可動部１０ａの高さ（Ｈ５−Ｈ１）の１０％上にある位置Ｈ８の水平断面における最大幅Ｂｓ８が、船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂの可動部１０ａの最下端１４と最上端１２の中間点（Ｈ３）の水平断面における最大幅Ｂｓ３の８０％以下で０％以上であるように構成することが好ましい。

これにより、船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂの下側において舵厚を減少して薄く形成することにより、無駄な舵厚を減らし、船舶用舵の抵抗を低減することができる。

次に、船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂの上下方向（Ｚ方向）における最大幅Ｂｓの前後方向位置の変化に関して、好ましい構成を説明する。図８に示すように、この船舶用舵１０Ｃの前後方向に関して、船舶用舵１０Ｃの可動部１０ａの最下端１４から、この可動部１０ａの高さ（Ｈ５−Ｈ１）の１０％上にある位置である下端側位置Ｈ８の水平断面における最大幅Ｂｓ８の位置Ｘｂｓ８が、船舶用舵１０Ｃの可動部１０ａの最下端１４と最上端１２の中間点Ｈ３の水平断面における最大幅Ｂｓ３の位置Ｘｂｓ３より前方にあるように構成する。

さらに、下端側位置Ｈ８の水平断面における前端位置１３と最大幅Ｂｓ８の位置Ｘｂｓ８との間の距離Ｄ８が、船舶用舵１０Ｃの可動部１０ａの最下端１４と最上端１２の中間点である中央高さ位置Ｈ３の水平断面における前端位置１３と最大幅Ｂｓ３の位置Ｘｂｓ３との距離Ｄ３の８０％以下で０％以上であるように構成することが好ましい。

これにより、船舶用舵１０Ｃの下側において、下端側位置Ｈ８の最大幅Ｂｓ８の位置Ｘｂｓ８が中央高さ位置Ｈ３の最大幅Ｂｓ３の位置Ｘｂｓ３よりも前方になるので、後部線分Ｌｓｃの前端１６の位置が下端側位置Ｈ８では中央高さ位置Ｈ３よりも前方となり、後部線分Ｌｓｃの部分が長くなるので、船舶用舵１０Ｃを切って舵角を取ったときに、正圧面側のうち最大幅位置より後部の領域にあって前後方向に対する角度が最も大きくなる後部線分Ｌｓｃに相当する部位が広くなる。そのため、船舶用舵１０Ｃを切って舵角を取ったときに、圧力が高くなる側において、水流が当たる角度が大きくなる部分が増加し、大きな舵力を発生することができる。

そして、本発明の実施の形態の船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、上記の船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを備えて構成される。

上記の構成の船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ及び船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃによれば、船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの直進時の抗力を抑制しつつ、この船舶用舵１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを切って舵角を取ったときに発生する舵力をより増大させることができる。これにより、既存の従来技術の舵と同等の大きさでより高い横力を得て舵の効きを良くすることができるので、小さい主機馬力でも荒天時の操縦性を満足させることが可能になる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｘ 船舶
２ プロペラ
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｘ 舵（船舶用舵）
１０ａ 舵の可動部
１０ｂ 舵の非可動部
１１ 後縁
１２ 舵の上端
１３ 前縁（前端位置）
１４ 舵の下端
１５、１５Ｂ 舵頭材（舵柱）
１６ 後部線分の前端
１７、１８ 軸受部
Ｂｍａｘ 舵全体における舵最大幅
Ｂｓ 水平断面における最大幅
Ｂｓ３ 第３高さの水平断面における最大幅
Ｂｓ８ 第８高さの水平断面における最大幅
Ｃ 舵の左右中心線
Ｃｓ 舵の後部標準形状線Ｓｓの標準円弧
Ｄ６ 舵水平断面（高さＨ６）の最大幅位置と舵旋回中心Ｐｒの間の距離
Ｄｐ プロペラの直径
Ｈ１ 第１高さ（船舶用舵の可動部の最下端の高さ位置）
Ｈ２ 第２高さ
Ｈ３ 第３高さ（船舶用舵の可動部の最下端と最上端の中間点の高さ位置）
Ｈ４ 第４高さ
Ｈ５ 第５高さ（船舶用舵の可動部の最上端の高さ位置）
Ｈ６ 第６高さ（軸受部の最下端の高さ位置）
Ｈ７ 第７高さ（舵頭材の最下端の高さ位置）
Ｈ８ 第８高さ（船舶用舵の可動部の最下端からこの可動部の高さの１０％上にある位置）
Ｌａ、Ｌｂ 標準円弧Ｃｓに接し、標準交差角αｓで交差する直線
Ｌｓａ、Ｌｓｂ 後方標準形状線Ｓｓの側面形成用線分
Ｌｓｃ 後方標準形状線Ｓｓの後部線分
Ｐｃ プロペラの中心高さ
Ｐｒ 舵可動部の旋回中心
Ｐｓ 舵の後部標準形状線Ｓｓの交差点
Ｐｓａ 標準円弧Ｃｓと側面形成用線分Ｌｓａの接点
Ｐｓｂ 標準円弧Ｃｓと側面形成用線分Ｌｓｂの接点
Ｒ１ 第１領域
Ｒ２ 第２領域
Ｒ３ 第３領域
Ｒ４ 第４領域
Ｒ６ 舵可動部の保持領域
Ｒ７ 舵可動部の舵頭材の保持領域
Ｒａ 舵の可動部の最下端から第上端まで領域
Ｒｂ 両端側領域
Ｒｃ 中央側領域
Ｒｓ 舵の後部標準形状線Ｓｓの標準円弧Ｃｓの曲率半径
Ｓｂ 舵の後方断面外形線
Ｓｓ 舵の後部標準形状線
Ｘｂｓ３ 第３高さの水平断面における最大幅の前後方向位置
Ｘｂｓ８ 第８高さの水平断面における最大幅の前後方向位置
αａ 舵の後部標準形状線Ｓｓの標準交差角αｓの下限
αｂ 舵の後部標準形状線Ｓｓの標準交差角αｓの上限
αｓ 舵の後部標準形状線Ｓｓの標準交差角
β 舵の後部標準形状線Ｓｓの側面形成用線分Ｌｓａ、Ｌｓｂの前後方向Ｘに対する傾斜角
γ 舵の後部標準形状線Ｓｓの側面形成用線分Ｌｓａ、Ｌｓｂと後部線分Ｌｓｃがなす角度

Claims (7)

1. 当該船舶用舵の水平断面における最大幅から後方の形状に関して、
   標準曲率半径を当該船舶用舵の舵全体における舵最大幅の２倍以上で５倍以下の範囲内の長さで設定し、標準交差角を２２度以上３２度以下の範囲内の角度で設定すると共に、
   当該船舶用舵の水平断面形状における後方標準形状線を、最大幅位置から後方へ発する前記標準曲率半径の標準円弧と、この標準円弧に接して、この標準円弧の後方にて前記標準交差角で互いに交差する直線における当該船舶用舵の左右中心線上の交差点と、前記標準円弧との接点との間の左右２つの側面形成用線分と、前記交差点及び前記交差点から後方に当該水平断面の前後方向の長さの５％以上でかつ７０％以下の距離移動した点を結ぶ線分である後部線分とからなる左右対称の形状線として設定したときに、
   当該船舶用舵の可動部の最下端から最上端までの領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅位置よりも後方の後方断面外形線と、この水平断面における前記後方標準形状線との幅方向の最長距離が、前記舵最大幅の３％の長さ以下であることを特徴とする船舶用舵。
2. 当該船舶用舵の水平断面における最大幅から後方の形状に関して、
   標準曲率半径を当該船舶用舵の舵全体における舵最大幅の２倍以上で５倍以下の範囲内の長さで設定し、第１標準交差角を２２度以上３２度以下の範囲内の角度で設定し、第２標準交差角を前記第１標準交差角より４度以上で１０度以下の範囲内で小さく設定すると共に、
   当該船舶用舵の水平断面形状における第１後方標準形状線を、最大幅位置から後方へ発する前記標準曲率半径の標準円弧と、この標準円弧に接して、この標準円弧の後方にて前記第１標準交差角で互いに交差する直線における当該船舶用舵の左右中心線上の交差点と、前記標準円弧との接点との間の左右２つの側面形成用線分と、前記交差点及び前記交差点から後方に当該水平断面の前後方向の長さの５％以上でかつ７０％以下の距離移動した点を結ぶ線分である後部線分とからなる左右対称の形状線として設定し、
   当該船舶用舵の水平断面形状における第２後方標準形状線を、最大幅位置から後方へ発する前記標準曲率半径の標準円弧と、この標準円弧に接して、この標準円弧の後方にて前記第２標準交差角で互いに交差する直線における当該船舶用舵の左右中心線上の交差点と、前記標準円弧との接点との間の左右２つの側面形成用線分と、前記交差点及び前記交差点から後方に当該水平断面の前後方向の長さの５％以上でかつ７０％以下の距離移動した点を結ぶ線分である後部線分とからなる左右対称の形状線として設定し、
   かつ、
   当該船舶用舵の上下方向に関して、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の間を４等分し、下から第１領域、第２領域、第３領域、第４領域とすると共に、
   前記第１領域と前記第４領域を合わせた両端側領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅位置よりも後方の後方断面外形線と、この水平断面における前記第１後方標準形状線との幅方向の最長距離が、前記舵最大幅の３％の長さ以下であり、
   かつ、
   前記第２領域と前記第３領域を合わせた中央側領域の１つの水平断面において、この水平断面における最大幅位置よりも後方の後方断面外形線と、この水平断面における前記第２後方標準形状線との幅方向の最長距離が、前記舵最大幅の３％の長さ以下であり、かつ、上下で当該水平断面をはさむ２つの水平断面から当該水平断面に向かって後方断面外形が連続的に拡張されていることを特徴とする船舶用舵。
3. 当該船舶用舵を可動部と非可動部で構成し、前記非可動部に設けた単数又は複数の軸受部で前記可動部を回動可能に支持すると共に、前記軸受部の最下端から前記可動部の上端側までの可動部保持領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅の前後方向の位置と、前記可動部の旋回中心の前後方向の位置との距離が、この水平断面における前後方向長さの５％の長さ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用舵。
4. 当該船舶用舵の可動部に固定された舵頭材を、当該船舶用舵を取り付けている船尾側に設けた軸受部で回動可能に支持すると共に、前記舵頭材の最下端から当該船舶用舵の可動部の上端側までの舵頭材保持領域の全部または一部の水平断面において、この水平断面における最大幅の前後方向の位置と、当該船舶用舵の可動部の旋回中心の前後方向の位置との距離が、この水平断面における前後方向長さの５％の長さ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用舵。
5. 当該船舶用舵の幅方向に関して、当該船舶用舵の可動部の最下端からこの可動部の高さの１０％上にある位置の水平断面における最大幅が、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の中間点の水平断面における最大幅の８０％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶用舵。
6. 当該船舶用舵の前後方向に関して、当該船舶用舵の可動部の最下端からこの可動部の高さの１０％上にある位置の水平断面における最大幅の位置が、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の中間点の水平断面における最大幅の位置より前方にあり、
   かつ、
   当該船舶用舵の可動部の最下端からこの可動部の高さの１０％上にある位置の水平断面における前端位置と最大幅の位置との間の距離が、当該船舶用舵の可動部の最下端と最上端の中間点の水平断面における前端位置と最大幅の位置との距離の８０％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の船舶用舵。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶用舵を備えていることを特徴とする船舶。

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