JPH0522478Y2

JPH0522478Y2 -

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Publication number: JPH0522478Y2
Application number: JP1987135235U
Authority: JP
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1993-06-08
Anticipated expiration: 2002-09-04
Also published as: JPS6440798U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は、船舶の舵装置に関するものである。

従来の技術従来広く一般に使用されている船舶の舵は、後
甲板からほぼ垂直に下方に延び、船体に対して回
動自在に支持された舵軸の下端で、プロペラのす
ぐ後方に位置するように、矩形の側面をもつ舵板
を舵軸に直角に取付けたものであり、その舵板１
の水平断面の形状は、第８図に示すように全体と
して凸状の流線形をしている。

考案が解決しようとする問題点近年、船舶の出入港、狭水路航行時の安全性向
上および船の離接岸時の作業能率向上などのため
に、船舶の操縦性を高めるような高性能な舵が要
求されるようになつている。

しかしながら、上記のような従来広く一般に使
用されている舵は、船舶の操縦性を高めるという
要求を十分に満足する性能を有していない。すな
わち、 (a) 操縦時の船体を旋回させるモーメントの発生
は、水流により舵板１の表面に垂直に働く水圧
力Hsと、舵により偏流する水流F₁またはF₂の
反力とに依存するが、上記従来の舵は、舵板１
の表面が全体として凸状の流線形になつている
ため、水流の反力による回転モーメントの発生
がない。このため舵の性能が鈍感であり、した
がつて船の旋回操縦のとき、旋回時間が長く、
旋回直径が大きくなり、船の直進中の保針性、
針路安定性が劣り、また後進中に転舵しても、
舵板１に当る水流の弱さから、船を旋回させる
力が極めて弱い。

(b) 舵板１の頂面および底面付近において、一旦
舵板１に当つた強いプロペラ後流が舵板１の表
面に沿つて流れず、舵板１の上方外および下方
外に逸流することにより、舵効率が低下する。

(c) 船体の船尾部分の形状により程度の差はある
が、船尾部における水流のベクトルは、船の前
進中は後方に向つて水平より上向きになり、ま
た船の後進中は前方に向つて水平より下向きに
なり、かつ水面に近いほど流速は大きいのが普
通であるが、船尾部におけるこのような水流の
特性を効果的に利用して舵効率を上げるような
舵の形状、構造になつていない。

一方上記のような従来の一般的な舵に対し、操
縦性を改善する手段の一つとして、舵面を前後に
２分割してヒンジで連結し、後部分（フラツプ）
をヒンジを中心として機械的に回動できるように
した、いわゆるフラツプ舵がある。しかしこの舵
は、機構が複雑で製作コストが高く、また水中に
可動部分であることで、保守点検に難があり、か
つそのための費用も高いという問題がある。

本考案は、上記のような問題点を解決して従来
広く一般に用いられているものと同程度の製作コ
ストで、保守点検の問題もなく、高い操縦性を有
するという要望を満足する船舶の舵装置を提供す
ることを目的とするものである。

問題点を解決するための手段上記の問題点を解決するために本考案の船舶の
舵装置は、舵板とその頂辺部に取付けた頂端板と
底辺部に取付けた底端板とからなり、前記舵板
は、その側面が後方に向かつて上向きの船尾部の
水流の方向に平行な頂辺と底辺とを有する四辺形
状で、水流の方向に沿つた断面が、長手方向の中
心線に対して対称的で、かつ凸半円形状の前縁面
と、前記前縁面より幅の小さい後縁面と、前記前
縁面に連続して長手方向に延び、幅を次第に減少
して最小断面幅を形成する中間部側面と、この中
間部側面に連続して長手方向に延び、前記後縁面
までの比較的短い長さにわたつて断面幅が増加す
る後部側面との組合わせからなり、前記頂端板お
よび底端板は、前記水流の方向に平行でその長さ
が前記舵板の長手方向とほぼ等しく、かつ幅方向
に張出し部を有することを特徴とするものであ
る。

作用上記の構成において、船の前進中、舵を一方の
舷側に、ある角度転じると、プロペラ後流が舵板
の前記舷側の凹状面を形成する中間部側面と後部
側面に沿つて後方へ偏流し、このとき舵板に対し
面に垂直に作用する水圧力に加えて、偏流による
水流の反力が前記凹状面に作用することになり、
これにより大きな船体回転モーメントが生じて舵
の性能が良く、船体を速やかに、かつ小さい旋回
直径で旋回させることができ、また船の直進前進
中、外力により所定の進路から外れたときはこれ
を復元するために、一方の舷側へ小角度の転舵
（当て舵）を行なえば、舵板面に垂直に作用する
水圧力は比較的小さいにもかかわらず、プロペラ
後流が舵板の凹状面を形成する中間部側面と後部
側面に沿つて後方へ偏流することによつて発生す
る反力の作用が大きく、速に元の針路に戻るため
の比較的大きな船体回転モーメントが生じ、また
船の後進中に転舵すると、プロペラ後流は後方か
ら前方へと流れて舵板面には船の後進速力にほぼ
相当する低い流速の水流が、当ることになるが、
この場合でも舵板面に垂直に作用する水圧は小さ
いにもかかわらず、舵板の凹状の側面に沿う偏流
により生じる反力が比較的大きく作用して後進中
でも船を旋回でき、大きな船体回転モーメントが
生じる。そして舵板の頂部と底部に、船尾部の水
流の方向と平行に、すなわち、後方に向つて水平
より上向きに頂端板と底端板を設けているので、
この頂端板と底端板を舵板の前縁端と後縁端に対
し直角方向に設けた場合より抵抗が少なく、また
転舵したとき一旦舵面に当つた強いプロペラ後流
は舵板の上方外および下方外に逸流することな
く、すべて舵板の側面に沿つて流れるから、水流
の持つエネルギーを最大限に舵に作用させること
ができ、舵効率が高まり、船の旋回性能、保針
性、針路安定性の向上および船首揺れ（ヨーイン
グ）の防止に寄与するとともに、これら両端板が
船尾部の上下方向の動きに対して抵抗となること
により縦揺れ（ピツチング）の防止にも寄与し、
また底端板は座礁などの場合舵板を損傷から守る
機能も発揮する。

実施例以下本考案の一実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の一実施例の船舶の舵装置を取
付けた船尾部を示す概略側面図、第２図〜第４図
は同船舶の舵装置を示し、第２図は側面図、第３
図は第２図のＸ−Ｘ線矢視方向の後面図、第４図
は第２図のＹ−Ｙ線切断断面図である。第１図に
おいて、船尾部１１に周知のプロペラ１２が取付
けられている。前記船尾部１１の船殻のライン
は、一般に後方に向かつて上向きの流線型となつ
ているため、船の前進時には船尾部１１のプロペ
ラ後流F₁は、前記船尾部１１の船殻ラインに沿
つて後方に、水平線（プロペラ軸心線Ｌ）に対し
て角度αだけ上向きの水流ベクトルを有し、また
船の後進時には船体に対する水流ベクトルは、前
記水流F₁と反対方向のベクトル、すなわち前方
に水平線（プロペラ軸心線Ｌ）に対して角度αだ
け下向きのベクトルをもつて流れる。前記プロペ
ラ１２の後方に、その軸心線にほぼ直交して舵軸
１３を船尾部１１に取付け、その下端に前記プロ
ペラ１２のすぐ後方に位置するように舵部１４を
固定して取付けている。舵軸１３は船尾部１１に
設けた舵取機（図示せず）により回動される。

前記舵部１４は、第２図〜第４図にも示すよう
に、舵板１５と、この舵板１５の頂辺部に一体的
に形成された頂端板１６と、底辺部に一体的に形
成された底端板１７とからなつている。前記舵板
１５の側面は、前記プロペラ１２の軸心線Ｌとほ
ぼ直交する、すなわち前記舵軸１３の軸心線とほ
ぼ平行な前縁端１５ａと後縁端１５ｂおよび船尾
部１１における水流F₁の方向と平行な頂辺１５
ｃ、底辺１５ｄとでほぼ平行四辺形状に形成され
ている。前記舵板１５の水流F₁の方向に沿つた
断面、すなわち第２図のＹ−Ｙ線切断断面は、第
４図に示すように、長手方向中心線ｌに対して対
称であり、凸半円形状の前縁面１５Ａと、直線状
（または凸半円形状）で前記前縁面１５Ａの部分
の直径より幅の小さい後縁面１５Ｂと、前記前縁
面１５Ａに連続して長手方向に延び、最大断面幅
Ｔを形成したのち、幅を漸減して最小断面幅ｔに
至るまで凹状面を形成する中間部側面１５Ｃと、
この中間部側面１５Ｃに連続して長手方向に延
び、前記後縁面１５Ｂまでの比較的短い長さにわ
たつて幅が漸増して凹状面を形成する後部側面１
５Ｄとの組合せからなつている。前記舵板１５の
高さ、水流方向の幅および舵軸１３の軸心から前
縁端１５ａと後縁端１５ｂまでのそれぞれの寸法
比は、舵部１４を所定の最大舵角にとつた状態に
おいてプロペラ後流F₁がすべて舵板１５に当る
に十分なものにし、また最大断面幅Ｔ、最小断面
幅ｔおよび後縁面１５Ｂの幅などは、船の旋回性
能と舵板１５の中立位置、すなわち船の直進時に
おける舵部１４の抵抗（ドラグ）損失との兼ね合
いで最適の値を選定すればよい。

前記舵板１５の頂辺１５ｃに一体的に形成され
た頂端板１６と、底辺１５ｄに一体的に形成され
た底端板１７は、それぞれ船尾部１１の周辺の水
流F₁の方向に平行に、すなわちプロペラ１２の
軸心線Ｌに対して角度αに傾斜して取付けられ、
長さは前記頂辺１５ｃ、底辺１５ｄでほぼ等し
く、かつ幅方向にそれぞれ張出し部１６ａ，１７
ａを有している。この頂端板１６の張出し部１６
ａは長手方向の折り線１６ｂに沿つて上方に折り
曲げられ、また底端板１７の張出し部１７ａは長
手方向の折り線１７ｂに沿つて下方に折り曲げら
れている。なお、前記各張出し部１６ａ，１７ａ
の折り曲げは、個々の船の条件によつて、頂端板
１６か底端板１７のいずれか一方だけでもよく、
またいずれも折り曲げないようにしてもよい。

前記舵軸１３と舵板１５との連結は、前記頂端
板１６を利用して行なうことができる。すなわち
頂端板１６の舵軸１３との結合部を肉厚部１６ｃ
とし、これに舵軸１３のフランジ１３ａとを合わ
せてボルト、ナツトで連結する。

上記の舵装置は、可動部分も無く、構造も簡単
で、従来の一般的な舵装置と同程度のコストで製
作できる。

次に上記の舵装置の作用について説明する。

船の前進中に、舵部１４を一方の舷側にある角
度で転舵すると、第５図イに示すように、プロペ
ラ後流F₁は船尾部１１の形状によつて、後方に
上向きの水流F₁として、この水流の方向に平行
な頂端板１６と底端板１７とによつて境界を定め
られた舵板１５に低抵抗で流入し、その水流は頂
端板１６と底端板１７とによつて舵板１５から上
方外および下方外に逸流することなく、舵板１５
の側面に沿つて流れる。この水流F₁は、中間部
側面１５Ｃと後部側面１５Ｄとで形成される凹状
面に沿つて偏流する。このとき舵板１５には、面
に垂直に作用する水圧力Hsに加えて、偏流によ
る水流F₁の反力Hdが凹状面に作用して、これに
よる大きな船体回転モーメントが発生して、舵の
ききが良く、船体を速やかに、かつ小さい旋回直
径で旋回させることができる。一方、従来の舵の
場合、第８図イに示すように、舵板１の側面が全
体として凸状面であるので、偏流による水流F₁
の反力などが発生せず、したがつて船体を方向転
換させるモーメントは舵板１の側面へ垂直に作用
する水圧力Hsによるものだけである。

次に船が直進前進中、外力より所定の針路から
外れると、オートパイロツト装置がこれを検知し
て、針路を復元するために舵部１４を当て舵とし
て小角度に転舵するが、第５図ロにも示すよう
に、このとき舵板１５へ流入するプロペラ後流
F₁の挙動は上記の前進転舵の場合と同様である。
この場合舵板１５の側面に垂直に作用する水圧力
Hsは比較的小さいにもかかわらず、水流F₁が舵
板１５の凹状面に沿つて偏流することにより発生
する反力Hdの作用が比較的大きく、速やかに元
の針路に復帰できる。一方、従来の舵の場合、第
８図ロに示すように、舵板１の側面が全体として
凸状面であるので、偏流による水流F₁の反力な
どが発生せず、船体の針路を復元させるモーメン
トは舵板１の側面へ垂直に作用する弱い水圧力
Hsによるものだけである。

次に、船の後進中に舵部１４を一方の舷側にあ
る角度で転舵した場合、第５図ハに示すように、
舵板１５には後方から水流が流入するが、この水
流は船尾部１１の形状によつて前方に下向きの水
流F₂で、この水流F₂の方向に平行な頂端板１６
と底端板１７とによつて境界を定められた舵板１
５に流入し、上方外および下方外に逸流すること
なく舵板１５の側面の凹状面に沿つて偏流する。
この場合の水流F₂の速さは、船の後進速力にほ
ぼ等しく、船が前進中のプロペラ後流F₁に比べ
ると相当に低く、したがつて舵板１５の側面へ垂
直に作用する水圧力Hsは小さいにもかかわらず、
凹状面に沿う水流F₂の偏流による反力Hdが比較
的大きく作用して、大きな船体回転モーメントが
発生して良好な操縦性を発揮する。一方、従来の
舵の場合、第８図ハに示すように、舵板１の側面
が全体として凸状面であるので、水流F₂による
反力などが発生せず、船体回転モーメントは舵板
１の側面へ垂直に作用する弱い水圧力Hsだけで
あり、舵の性能が悪い。

上記の舵装置において、舵板１５の頂辺部と底
辺部に、頂端板１６と底端部１７を水流F₁の方
向と平行に一体的に配設し、それぞれ幅方向に張
出し部１６ａ，１７ａを形成しているので、抵抗
損失が少なく、かつ上記のように舵板１５の側面
に当つた水流を舵板の上方外および下方外へ逸流
することなく、すべて舵板１５の側面に沿つて流
して、水流の持つエネルギーを最大限に舵に作用
させることができるので舵効率を高くできるが、
前記張出し部１６ａ，１７ａを上方および下方へ
折り曲げているので、舵板１５の側面に当つて一
部前方に反射した水流を、前記折曲げ部分から上
方および下方へそれぞれ逃がすことができ、前記
反射流と舵板１５への流入水流との衝突に起因す
る流入水流のエネルギーの一部減殺を防ぐことが
できる。また前記頂端板１６と底端板１７は、船
尾部１１の上下方向の動きに対して抵抗として働
くから、船の縦揺れ（ピツチング）を防止し、特
に底端板１７は万一船が座礁したとき舵板１５を
損傷から守る機能も有している。

第６図は本考案の他の実施例の船舶の舵装置を
示す断面図である。第６図に示す実施例におい
て、舵板２５の側面を、上記の第１の実施例が中
間部側面１５Ｃと後部側面１５Ｄとの滑らかな曲
線の凹状面であつたのに代えて、直線の組合わせ
により平面状凹面を形成したもので、同等の効果
を発揮する。すなわち、舵板２５の断面は、長手
方向中心線ｌに対して対称的であり、凸半円形状
の前縁面２５Ａと、直線状（または凸半円形状）
で前記前縁面２５Ａの部分の直径より幅の小さい
後縁面２５Ｂと、前記前縁面２５Ａに連続して長
手方向に最大断面幅Ｔから幅を減少していくよう
に直線的に延び、最小断面幅ｔに達すると前記長
手方向中心線ｌに平行に直線的に延びる中間部側
面２５Ｃと、この最小断面幅の中間部側面２５Ｃ
に連続して、長手方向に後縁面２５Ｂまで比較的
短い長さにわたつて断面幅が漸増するように直線
的に延びた後部側面２５Ｄとを組合わせて形成し
たものであり、その他の部分は上記の第１の実施
例のものと全く同様に形成されている。このよう
に形成された舵装置において、舵板２５の側面に
中間部側面２５Ｃと後部側面２５Ｄとで形成され
た平面状凹面により、上記の第１の実施例の舵装
置における舵板１５の側面の凹状面と同様の作用
効果が得られる。

第７図は本考案のさらに他の実施例の舵装置を
取付けた船尾部を示す概略側面図である。第７図
に示す実施例は、第１図〜第４図に示す第１の実
施例および第６図に示す第２の実施例の舵板１
５，２５の前縁端１５ａ，２５ａおよび後縁端１
５ｂ，２５ｂとが、プロペラの軸心線にほぼ鉛直
方向に直交する状態に形成されていたのに対し、
舵板３５の側面において、その前縁端３５ａと後
縁端３５ｂとを頂辺３５ｃの長さが底辺３５ｄの
長さより長くなるように傾斜して台形状に形成し
たものであり、その他は上記両実施例と同様の形
状、構造を有している。

この第７図に示す実施例の舵装置においては、
流速の大きい水面側の水流部分が舵板３５の頂辺
３５ｃの側の広い面積部分に作用し、流速のより
小さい底面側の水流部分が舵板３５の底辺３５ｄ
の側の狭い面積部分に作用することになり、水流
のエネルギーをより有効に利用しうることになつ
て、舵板３５の側面に働く水圧力と水流の偏流の
反力を共により大きく発生させる。すなわち、よ
り大きい船体回転モーメントを発生させることが
できるとともに、その他上記両実施例と同様の作
用効果を発揮する。

考案の効果以上のように、本考案の船舶の舵装置において
は、舵板の頂辺部および底辺部に頂端板および底
端板を、抵抗損失を生じないように後方に上向き
となる船尾部の水流の方向に平行に設けたので、
前進時のプロペラ後流および後進時の後方からの
水流は舵板に効果的に流入し、かつその流入水流
を舵板の上方外および下方外に逸流することなく
舵板の側面に沿つて流れることになり、水流の水
力を舵板に効果的に作用させることができ、また
舵板の側面を左右対称で凹状面としたことによ
り、船の前進転舵時において急速、かつ旋回直径
の小さい旋回が可能になり、船の直進時において
はすぐれた保針性、針路安定性の確保および船首
揺れ（ヨーイング）の防止が可能になり、船の後
進転舵時においてもすぐれた旋回能力を発揮し、
さらに前記頂端板および底端板により船の縦揺れ
（ピツチング）が防止され、座礁時の舵板保護が
可能になる、などの格別の効果を奏し、しかも構
造が簡単で、従来の一般的な舵装置と同程度の製
作コストで、保守点検の問題もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の船舶の舵装置を取
付けた船尾部を示す概略側面図、第２図〜第４図
は同船舶の舵装置を示し、第２図は側面図、第３
図は第２図のＸ−Ｘ線矢視方向の後面図、第４図
は第２図のＹ−Ｙ線切断断面図、第５図イ，ロ，
ハは同船舶の舵装置の作用説明図、第６図は本考
案の他の実施例の船舶の舵装置の断面図、第７図
は本考案のさらに他の実施例の船舶の舵装置を取
付けた船尾部を示す概略側面図、第８図イ，ロ，
ハは従来例の作用説明図である。１１……船尾部、１２……プロペラ、１４……
舵部、１５，２５，３５……舵板、１５Ａ，２５
Ａ……前縁面、１５Ｂ，２５Ｂ……後縁面、１５
Ｃ，２５Ｃ……中間部側面、１５Ｄ，２５Ｄ……
後部側面、１５ａ，２５ａ，３５ａ……前縁端、
１５ｂ，２５ｂ，３５ｂ……後縁端、１５ｃ，３
５ｃ……頂辺、１５ｄ，３５ｄ……底辺、１６…
…頂端板、１６ａ……張出し部、１７……底端
板、１７ａ……張出し部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

舵板とその頂辺部に取付けた頂端板と底辺部に
取付けた底端板とからなり、前記舵板は、その側
面が後方に向かつて上向きの船尾部の水流の方向
に平行な頂辺と底辺とを有する四辺形状で、水流
の方向に沿つた断面が、長手方向の中心線に対し
て対称的で、かつ凸半円形状の前縁面と、前記前
縁面より幅の小さい後縁面と、前記前縁面に連続
して長手方向に延び、幅を次第に減少して最小断
面幅を形成する中間部側面と、この中間部側面に
連続して長手方向に延び、前記後縁面までの比較
的短い長さにわたつて断面幅が増加する後部側面
との組合わせからなり、前記頂端板および底端板
は、前記水流の方向に平行でその長さが前記舵板
の長手方向とほぼ等しく、かつ幅方向に張出し部
を有することを特徴とする船舶の舵装置。