JPS58170696A - 船舶の舵 - 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】 この発明は船舶の舵に関する。

通常の舵を備えた従来の船舶の場合、舵は直進時には単
なる抵抗にすぎず、プロペラ後流の回転流のエネルギが
そのまま失われており、これが推進効率低下の一因とな
っている。また、従来の通常の舵の場合、旋回性能を良
くするためには、舵の長さと高さの比（アスペクト比）
を大きくするか、または舵面積を大きくする必要がある
が、例えば最近需要の多いＬＰＧ船などにおいては、浮
力中心が後方にあり、かつ吃水か浅いため、このような
条件を満足する大形の舵を取付けにくいという問題かあ
る。

この発明の目的は、プロペラ後流の回転流のエネルギを
船舶の推進力として再利用でき、小形に構成できて、し
かも旋回性能の良い効率的な舵を提供することにある。

この発明による船舶の舵は、プロペラの後方のプロペラ
中心線の上下にほぼ鉛直に配置された１対の円柱状また
は円錐台状のロータよりなり、これらのロータがそれぞ
れの中心軸のまわりに別個に回転しうるようになされて
いるものである。

第１図および第２図に示されているように、一定の流体
の流れ（ｖｌ）（Ｆ２）の中に円柱体（１）　（２）を
配置して中心軸のまわりに回転させると、流れの中に翼
を置いた場合と同様に、揚力（Ｌｌ）（Ｌ２）が発生す
る。この作用はマグナス効果と呼ばれ、実験によると、
回転円柱体の揚力係数を通常の翼の１０倍程度に犬きく
しうることか知られている。そして、回転円柱体の回転
方向および回転速度を変えることにより、円柱体に作用
する力（Ｉｌ′ｘ）（Ｆ２）（揚力（ＬＬ）（Ｌ２）と
抗力（Ｒ１）（Ｒ２）の合力）の方向および大きさを変
えることができる。円柱体の代わりに円錐台体を用いる
場合も同様である。

船舶のプロペラが後からみて時計方向に回転する場合、
プロペラ後流は回転流となり、プロペラ中心線より上方
では左玄から斜めに上側のロータに流入し、これより下
方では右玄から斜めに下側のロータに流入する。したか
って、上側のロータを上からみて時計方向に回転させる
とともに、下側のロータを上からみて反時計方向にほぼ
同じ速度で回転させることにより、次に説明するように
、船舶を直進させるとともに、これらのロータに推進力
を発生させることができる。すなわち、第１図の円柱体
（１）と同様に、上からみて時計方向に回転する上側の
ロータには、左玄からの斜めの流れ（■１）によって斜
め右前向きの力（Ｆｌ）が作用し、第２図の円柱体（２
）と同様に、上からみて反時計方向に回転する下側のロ
ータには、右玄からの斜めの流れ（■２）によって斜め
左前向きの力（Ｆ２）が作用する。そして、上下のロー
タの回転速度かほぼ等しいときには、上下のロータに作
用する力（Ｆｌ）（Ｆ２）の左右方向の分力（０１１）
（０１２）が釣合うために船舶は直進し、これらの力（
Ｆｌ）（Ｆ２）の船舶進行方向（図面の右方向）の分力
（Ｃ２１）　（，０２２）かともに推進力として作用す
る。また、上下のロータを互いに逆方向に異なる速度で
回転させたり、同一方向に回転させたりすることにより
、次に説明するように、船舶を旋回させることかできる
。すなわち、第１図および第２図から明らかなように、
上下のロータが互いに逆方向に回転する場合、これらに
作用する力（ＰＬ）（Ｆ２）の左右方向の分力（０１１
）（０１２）の方向は逆であるが、上下のロータの回転
速度が異なるときにはこれらの分力（０１１）（０１２
）の大きさに差が生じる永めに、船舶にはこの差に応じ
た旋回モーメントか発生する。また、上下のロータが同
一方向に回転する場合には、これらに作用する力（Ｆｌ
）（Ｆ２）の左右方向の分力（Ｃ！１１）（０１２）の
向きが同じになるため、船舶にはこれらの和に応じた大
きな旋回モーメントか発生する。

」−記のように、この発明の船舶の舵によれば、上下の
ロータの回転方向および回転速度を適宜調節することに
より、通常の舵と同様に船舶を直進させたり旋回させた
りすることかできる。

また、船舶直進時には、上下のロータを互いに逆方向に
ほぼ同じ速度で回転させることにより、プロペラ後流の
回転流を利用して推進力２得ることができ、船舶の推進
効率か向上する。また、この発明による舵は、上下１対
のロータよりなり、これらの回転方向および回転速度を
調節することにより旋回モーメントの大きさを変化させ
ることができるので、小形に構成できて、しかも旋回性
能が良く、とくに従来の舵で問題となる低速航行時にお
いても、上下のロータを同一方向に大きな速度で回転さ
せることにより十分な旋回性能を得ることができる。さ
らに、円柱状または円錐台状のロータは製作が容易であ
り、またモータなどにより駆動できるので、通常の操舵
装置に比べて構造が簡単で安価である。

以下第３図を参照してこの発明の詳細な説明する。

第３図は船尾部分を示しており、後からみて時計方向に
回転するプロペラ００）の後方のプロペラ中心線（Ｓ）
の上下に、１対の円柱状の四−夕０１）Ｑ２１がほぼ鉛
直に配置されている。鉛直駆動軸ｕＪの上下両端部が船
尾突出部α４とシューピース叩とに回転自在に支持され
ており、この軸０３）の下部に下、側のロータＯ２の中
心が固定されている。

また、この駆動軸ＯＪの下部および上端部を除く部分と
船尾突出部側とに、この軸（１３）と同心の鉛直中空駆
動軸（１６１が回転自在に支持されており１中空駆動軸
Ｕ口の下部に上側のロータ（１１）の中心か固定されて
いる。船尾突出部（１４＋内に位置するこれらの駆動軸
ａ：ｆＩ（１６＋の上端には２台のモータ（図示略）に
それぞれ連結された歯車（１７）　０８＋が固定されて
おり、上下のロータ（１１１０’ｌＩかそれぞれの中心
軸のまわりに別個に回転しうるようになされている。ま
た、各ロータＵｌｌ　（１２＋の回転方向および回転速
度は、任意に変更しうるようになされている。

船舶を直進させる場合には、上側のロータ曲を上からみ
て時計方向に回転させるとともに、下側のロータ０２）
を上からみて反時計方向にほぼ同じ速度で回転させる。

このようにすれば、前′述のように、船舶には旋回モー
メントが発生せず、プロペラ後流の回転流によって上下
のロータ［１１１ｆ１２に推進力が発生する。なお、プ
ロペラ後流は船尾部分の船型などの影響を受け、上下の
ロータ（Ｉｌｌ　Ｉｌ’ｌｒに対する流入角度の大きさ
か必ずしも等しくならないため、上下のロータ（ＩＩＩ
　（ＩＺに作用する力の左右方向の分力を釣合わせて船
舶を直進させるときの上下のロータの回転速度は必ずし
も同じではない。

船舶を旋回させる場合には、上下のロータ１１１０２を
互いに逆方向に異なる速度で回転させるが、または同一
方向に回転させればよい。このようにすれば、前述のよ
うに、船舶に旋回モーメントが発生する。この場合、上
下のロータロｌを必ずしも同一方向に回転させる必要は
ないが、前述のように、これらを同一方向に回転させれ
ば非常に大きな旋回モーメントを発生させることができ
る。

ロータａｎ　ａｚは円錐台状のものであってもよく、こ
れらの支持および回転のための構成は、上記実施例のも
のに限らず、適宜変更可能である。

第４図は上記と異なる実施例を示し、上記同様の上下の
ロータ（ＩＩＩ　（１２＋のすぐ後に、船体に固定され
た鉛直板状の部材α印が配置され、全体か翼型をなして
いる。第５図はさらにこれを異なる実施例を示しており
、上下のロータ０１１０２１のすぐ後に上記同様の部材
（イ）が配置されるとともに、ロータｕ１＋　ａｚのす
ぐ前に、船体に固定された鉛直柱状の部材（２１）が配
置され、全体が翼型をなしている。第４図および第５図
の場合には、プロペラ後流に′対する抵抗が小さくなる
ばかりでなく、揚力による推進力の増加も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の詳細な説明する図、第
３図はこの発明の実施例を示す船尾部分の部分切欠き側
面図、第４図および第５図はそれぞれこれと異なる２つ
の実施例を示す舵の平面図である。 ００）・・・プロペラ、ａｌｌａｚ・・・ロータ。 以　　上 特許出願人　　日立造船株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プロペラ００）の後方のプロペラ中心線の上下にほぼ鉛
   直に配置された１対の円柱状または円錐台状の口ｉり（
   Ｉｌｌ　ＩＪＺよりなり、これらのロータ０１）Ｏ２が
   それぞれの中心軸のまわりに別個に回転しうるようにな
   されている船舶の舵。