JP6446073B2 - リアクション舵 - Google Patents

Description

本発明は、船の舵に関し、より詳しくは、船の左右方向に湾曲しているリアクション舵に関する。

船の進行方向を制御するために舵が用いられる。舵は、船の船尾部において推進プロペラの後方に設けられる。舵は、例えば鉛直方向を向く舵軸まわりに揺動可能である。舵は、その揺動角度により、推進プロペラが発生させる水流の向きを左右に変える。これにより船の進行方向が制御される。

揚力を積極的に発生させる舵としてリアクション舵がある。リアクション舵は、例えば、その舵軸まわりに捩じった形状を有する。この捩じりにより、舵に発生する揚力を増やし、当該揚力の前方向成分を増やしている。このようなリアクション舵は、例えば下記の特許文献１、２に記載されている。

特開昭５８−１６９９６号公報 特許５７３４９１８号

リアクション舵において揚力を効率よく発生させること、または、簡単な構成でリアクション舵を製作できるようにすることが望まれる。
そこで、本発明の第１の目的は、船の左右方向に湾曲したリアクション舵において、この湾曲に対して発生する揚力の増大効果を高められるようにすることにある。
本発明の第２の目的は、簡単な構成でリアクション舵を製作できるようにすることにある。

上述の第１の目的を達成するため、第１の発明によると、船のリアクション舵であって、
該舵は、前記船の推進プロペラの後方において舵軸まわりに揺動可能に設けられており、上側舵部と、前記上側舵部よりも下方に位置する下側舵部とを有し、
前記上側舵部と下側舵部との境界は、前記舵軸と平行な方向において前記推進プロペラの回転軸の延長線の位置から上限距離以内の範囲に位置し、該上限距離は、前記リアクション舵の全高の１５％以下の距離であり、
前記上側舵部と下側舵部の一方または両方は、リアクション部として形成され、
前記舵軸と直交する仮想平面による断面において、前記リアクション部の中心線は湾曲しており、
前記リアクション部の上端部と下端部の一方または両方には、前記舵の厚み方向に突出した突出部を有し、該突出部は前記舵の前縁から後縁に向かう方向に延びている、リアクション舵が提供される。

上述の第２の目的を達成するため、第２の発明によると、船のリアクション舵であって、
該舵は、前記船の推進プロペラの後方において舵軸まわりに揺動可能に設けられており、上側舵部と、前記上側舵部よりも下方に位置する下側舵部とを有し、
前記上側舵部と下側舵部との境界は、前記舵軸と平行な方向において前記推進プロペラの回転軸の延長線の位置から上限距離以内の範囲に位置し、該上限距離は、前記リアクション舵の全高の１５％以下の距離であり、
前記上側舵部と下側舵部の一方のみが、リアクション部として形成され、
前記舵軸と直交する仮想平面による断面において、前記リアクション部の中心線は湾曲している、リアクション舵が提供される。

リアクション舵における前記上側舵部と下側舵部の一方または両方は、リアクション部として形成されている。リアクション部の舵断面の中心線は湾曲している。これにより、リアクション部の一方の側面に発生する負圧が大きくなる。この負圧は、リアクション部に生じる揚力に寄与する。

この場合に、第１の発明によると、リアクション部の上端部と下端部の一方または両方には、前記舵の厚み方向に突出した突出部を有し、該突出部は、前記舵の前縁から後縁に向かう方向に延びている。この突出部は、リアクション部の一方の側面に発生した負圧の領域を、圧力が相対的に高い他の領域から舵軸方向に分離する。これにより、リアクション部の一方の側面に発生した負圧の低下を抑えられる。
したがって、リアクション部に生じる揚力に寄与する負圧の低下を抑えることができるので、舵断面の中心線の湾曲に対する揚力の増大効果を高めることができる。

一方、第２の発明によると、上側舵部と下側舵部のうち他方の舵断面の中心線を湾曲させなくてよいので、リアクション舵の製作が容易になる。

本発明の実施形態によるリアクション舵が適用された船の後方部の側面図である。 本発明の実施形態によるリアクション舵を示す。 リアクション部の舵断面を示す。 リアクション部の作用を説明するための図である。 リアクション部の作用を説明するための別の図である。 舵断面の設定方法を説明するための図である。 突出部の作用を説明するための図である。 リアクション部の抵抗のＣＦＤ解析結果を示す。 本発明の変更例によるリアクション舵を示す。 リアクション舵についてＣＦＤを行って得た舵表面の圧力分布を示す。

本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

（本発明が適用可能な船）
図１は、本発明の実施形態によるリアクション舵１０が適用された船１の後方部の側面図である。船１は、海、湖または川を航行するものであり、例えば船舶または艦艇である。なお、本願において、「前後方向」とは、船１の船尾側から船１の船首側に向かう方向であって船体の中心線の方向を意味し、「左右方向」とは、前後方向に対する船体の左右方向を意味する。また、以下において、「左側」と「右側」は、それぞれ、船１の船尾側において船１の船首側を向いている人から見た左側と右側を意味する。

船１の船尾部１ａには推進プロペラ３が設けられる。推進プロペラ３は、回転軸Ｃ１まわりに回転可能に船体の船尾部１ａに取り付けられている。推進プロペラ３は、回転軸Ｃ１を中心軸とする回転中心部３ａと、回転軸Ｃ１まわりの方向に配置され回転中心部３ａに結合されている複数のプロペラ翼３ｂとを有する。回転中心部３ａの前側部分は船尾部１ａに回転可能に支持されている。推進プロペラ３は、回転軸Ｃ１まわりに水中で回転駆動されて、船１の前進推力を発生させる。以下において、推進プロペラ３の回転方向は、船尾側から見た場合に時計回りであるとする。

（リアクション舵の概略）
図２（Ａ）は、図１の部分拡大図でありリアクション舵１０を示し、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ矢視図であり、図２（Ｃ）は、前方側の左側斜め下方からリアクション舵１０を見た斜視図である。なお、以下において、回転軸Ｃ１の延長線Ｃ１１は、直線であって、リアクション舵１０に位置する当該延長線を意味する。

リアクション舵１０は、船１の推進プロペラ３の後方において舵軸Ｃ２（図１を参照）まわりに揺動可能に船体に取り付けられている。舵軸Ｃ２は、例えば、船体が水平姿勢にある状態（すなわち、前後方向と左右方向が水平を向く状態）で、鉛直方向を向いていてよいが、鉛直方向から傾いていてもよい。

リアクション舵１０は、上側舵部５と、上側舵部５よりも下方に位置する下側舵部７とを有する。上側舵部５は、舵軸Ｃ２と平行な方向（以下において単に高さの方向ともいう）において、延長線Ｃ１１の高さ又は延長線Ｃ１１に近い高さから上方に延びている。下側舵部７は、高さの方向において、延長線Ｃ１１の高さ又は延長線Ｃ１１に近い高さからリアクション舵１０の下方に（図２の例では下端まで）延びている。なお、高さとは、舵軸Ｃ２と平行な方向における位置を意味する（以下同様）。図２の例では、リアクション舵１０は、さらに、上側舵部５の上側に位置し上側舵部５に結合された上端舵部９を含む。なお、図２（Ａ）において、上側舵部５と下側舵部７と上端舵部９は、それぞれ破線で囲んだ範囲の舵部分であり互いに結合されている。図２（Ｂ）（Ｃ）において、二点鎖線は、リアクション舵１０の前縁（上側舵部５と下側舵部７と上端舵部９の前縁５ａ，７ａ，９ａ）を示し、図２（Ｂ）において、破線は、後述のフィン１１ｂの前縁を示す。

上側舵部５と下側舵部７との境界は、図２（Ａ）のようにリアクション舵１０における前後方向の各位置で、高さの方向において延長線Ｃ１１の位置（すなわち高さ）から上限距離以内の範囲Ｒに位置する。この上限距離は、リアクション舵１０の全高Ｈの１５％以下の距離である（図２（Ａ）の例では上限距離は全高Ｈの１５％よりも小さい）。したがって、範囲Ｒの、高さの方向の中心Ｐｈは、延長線Ｃ１１の高さにあり、範囲Ｒの、高さの方向の長さは、０．３Ｈ以下の所定値である（ここでＨは上記全高である）。後述のバルブ１１ａが設けられる場合には、範囲Ｒは、高さの方向においてバルブ１１ａが存在する範囲であってよい。すなわち、範囲Ｒは、バルブ１１ａの下端から上端までの、高さの方向の範囲であってよい。図２（Ａ）の例では、上側舵部５と下側舵部７との境界は、延長線Ｃ１１の高さにあるが、これに限定されず、上述のように範囲Ｒ内にあればよい。なお、上側舵部５と下側舵部７との境界において、上側舵部５と下側舵部７とは、互いに直接結合されていてよい。また、全高Ｈは、舵として機能する部分（当該部分における上端から下端まで）の、高さの方向の長さを意味する。

（リアクション部の構成）
上側舵部５と下側舵部７の一方または両方は、リアクション部として形成されている。本実施形態では、上側舵部５と下側舵部７の各々がリアクション部として形成されている。

図３（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ、舵軸Ｃ２と直交する仮想平面による断面（以下で単に舵断面という）を示す。図３（Ａ）は、図２（Ａ）の３Ａ−３Ａ断面図であり、リアクション部としての下側舵部７の舵断面を示す。図３（Ｂ）は、図２（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ断面図であり、リアクション部としての上側舵部５の舵断面を示す。

図３において、回転軸Ｃ１の延長線Ｃ１１よりも低い位置（図３（Ａ））と高い位置（図３（Ｂ））とで、推進プロペラ３からの水流Ｆの向きが異なる。図３において、リアクション部の中心線Ｃｒは、推進プロペラ３からの水流Ｆによりリアクション舵１０が発生する揚力の前方向成分が増えるように湾曲している。中心線Ｃｒは、舵断面においてリアクション舵１０の両側面から等距離にある。なお、中心線Ｃｒの湾曲の向きは、推進プロペラ３の回転方向が船尾側から見た場合に反時計回りである場合には、図３（Ａ）（Ｂ）の場合と逆になる。

中心線Ｃｒは、設定位置Ｐｒよりも前側の前側中心線部Ｃｒ１と、設定位置Ｐｒよりも後側の後側中心線部Ｃｒ２を有する。前側中心線部Ｃｒ１は、後側中心線部Ｃｒ２に対して船体の左右方向に曲がっている。すなわち、前側中心線部Ｃｒ１の後端と前端とを通る直線は、後側中心線部Ｃｒ２の後端と前端とを通る直線から左右方向に傾いている。

設定位置Ｐｒは、中心線Ｃｒ上の位置であって、本実施形態では、中心線Ｃｒと直交する方向のリアクション舵１０（上側舵部５または下側舵部７）の寸法（以下で単に厚みという）が最大となる位置（以下で単に最大厚み位置という）である。なお、設定位置Ｐｒは、最大厚み位置に限定されず、例えば、最大厚み位置よりも前側の位置であってもよい。ここで、設定位置Ｐｒが最大厚み位置である場合でも、そうでない場合でも、設定位置Ｐｒは、中心線Ｃｒの全長の３０％〜４０％（例えば３５％）の長さだけ中心線Ｃｒに沿って、中心線Ｃｒの前端から後側にずれた位置であってよい。

（リアクション部の作用）
図４は、リアクション部の作用を説明するための図である。図４（Ａ）は、推進プロペラと舵との位置関係を示す概略斜視図である。図４（Ｂ）（Ｃ）は下側舵部７の舵断面を示し、図４（Ｂ）は舵断面の中心線Ｃｒが直線である場合を示し、図４（Ｃ）は舵断面の中心線Ｃｒが湾曲している本実施形態の場合を示す。中心線Ｃｒが湾曲することにより、リアクション舵１０に発生する揚力Ｌが大きくなり、その分、揚力Ｌの前方向成分Ｌａも大きくなる。

本実施形態によると、図２（Ｂ）のように、上側舵部５の前縁５ａは、舵軸Ｃ２と平行な方向における上側舵部５の全範囲にわたって、舵軸Ｃ２から左側にずれている。これにより、当該全範囲にわたって、上側舵部５に発生する揚力の前方向成分を大きくすることができる。この場合において、図２の例では、舵軸Ｃ２と平行な方向における上側舵部５の全範囲にわたって、上側舵部５の前縁５ａは、舵軸Ｃ２と平行な方向に延びている。
また、本実施形態によると、下側舵部７の前縁７ａは、舵軸Ｃ２と平行な方向における下側舵部７の全範囲にわたって、舵軸Ｃ２から右側にずれている。これより、当該全範囲にわたって、下側舵部７に発生する揚力の前方向成分を大きくすることができる。この場合において、図２の例では、舵軸Ｃ２と平行な方向における下側舵部７の全範囲にわたって、下側舵部７の前縁７ａは、舵軸Ｃ２と平行な方向に延びている。

図５は、リアクション部の作用を説明するための別の図である。図５（Ａ）（Ｂ）は舵断面を示し、図５（Ａ）は舵断面の中心線が直線である場合を示し、図５（Ｂ）は下側舵部７の舵断面の中心線Ｃｒが湾曲している場合を示す。図５のように、正圧の部分は抵抗になり、負圧の部分は推進力になる。したがって、中心線Ｃｒを湾曲させることにより、下側舵部７における右側面の正圧の領域が減少し、下側舵部７における左側面の負圧の領域が増加し、その結果、リアクション部の抵抗は減少する。本願において、正圧は、負圧に対して相対的に高い圧力を意味し、負圧は、正圧に対して相対的に低い圧力を意味する。

（リアクション部の具体的形状の一例）
本実施形態では、舵断面は、高さの方向における上側舵部５（リアクション部）の全範囲にわたって、同じ形状と同じ寸法を有していてもよい。これにより、上側舵部５の側面が、舵軸Ｃ２に平行な比較的単純な形状になるので、リアクション舵１０の製作が容易になる。
また、本実施形態では、下側舵部７において、舵断面の最大厚みは、下方に移行するにつれて、段階的に又は次第に小さくなっていてよい。

図６は、このようなリアクション部の舵断面を示す。この舵断面において、最大厚み位置Ｐｒが後側中心線部Ｃｒ２と前側中心線部Ｃｒ１の境界となる。この後側中心線部Ｃｒ２は直線である。また、舵断面において、リアクション部の一方の側面Ｌｓは、厚みが最大となる中心線Ｃｒ方向の位置Ｐ１から前縁部まで直線状に延びている。このように舵断面において側面Ｌｓは直線であるので、リアクション舵１０の製作が容易になる。また、舵断面において、リアクション部の他方の側面Ｌｃは、最大厚み位置Ｐｒから前縁部まで、前縁側に移行するにつれて、側面Ｌｓに近づくように曲線状に延びている。この段落の内容は、各高さにおける舵断面に当てはまる。

このような舵断面の設定方法の一例を図６に基づいて説明する。
（１）舵断面において、厚みが最大となる中心線Ｃｒ方向の位置であって一方の側面Ｌｓ上の位置Ｐ１から前側に延びる線Ｌｓを設定する。この線Ｌｓは、後側中心線部Ｃｒ２の後端と前端（設定位置Ｐｒ）とを通る直線に平行である。
（２）位置Ｐ１よりも前側において、線Ｌｓに接する複数の円を作成する。これらの円は、前端に近いほど半径が小さい。舵断面の前縁に最も近い円Ｃａと線Ｌｓとの接点をＰｓとする。
（３）舵断面において、厚みが最大となる中心線Ｃｒ方向の位置であって他方の側面上の位置Ｐ２から前側に延びて複数の円に接する自由曲線Ｌｃを引く。この曲線Ｌｃは、前縁側に移行するにつれて次第に直線Ｌｓに近づく線である。円Ｃａと曲線Ｌｃとの接点をＰｃとする。
（４）位置Ｐ１から接点Ｐｓまでの線Ｌｓと、接点Ｐｓから接点Ｐｃまでの円Ｃａの部分と、接点Ｐｃから位置Ｐ２までの自由曲線Ｌｃとにより、設定位置Ｐｒよりも前側の舵断面部分を区画する。
（５）設定位置Ｐｒよりも後側の舵断面部分は、後縁に近づくにつれて徐々に又は段階的に舵断面の厚みが小さくなるように設定される。
上記（１）〜（５）の手順を、各高さにおいて実施することにより、リアクション舵１０の３次元形状を設定する。

（突出部の構成）
リアクション舵１０は、図１のように、リアクション部の上端部と下端部の一方または両方においてリアクション舵１０の厚み方向（以下で単に厚み方向という）に突出した突出部１１を有する。突出部１１は、リアクション舵１０の前縁から後縁に向かう方向に延びている。突出部１１は、リアクション舵１０の右側面と左側面の両方に設けられている。

突出部１１は、図１と図２のように、上側舵部５と下側舵部７との境界に位置するバルブ１１ａと、バルブ１１ａに結合されバルブ１１ａから厚み方向の外側に延びているフィン１１ｂとを含む。

バルブ１１ａは、回転軸Ｃ１の延長線Ｃ１１と同じ高さに位置する。バルブ１１ａは、推進プロペラ３の後端部３ｃ（例えばボスキャップ）の真後ろに位置してよい。左右のバルブ１１ａは、それぞれ、リアクション舵１０の左右の側面から左右外側に盛り上がった部分である。前後方向の各位置において、回転軸Ｃ１の方向と直交する仮想平面によるバルブ１１ａの断面の外縁形状は、例えば円弧や楕円状であってよいが、他の形状であってもよい。バルブ１１ａの上記断面の外縁の寸法は、後方へ移行するにつれて小さくなっている。図２の例では、左右のバルブ１１ａは、リアクション舵１０の前縁から前側に突出して互いに結合し、この結合部分は、回転軸Ｃ１の方向と直交する仮想平面による断面の外縁形状が円形に近い形状または円形を有している。バルブ１１ａは、推進プロペラ３における回転中心部３ａの後端部３ｃからの渦流を抑制することにより、推進性能を向上させる。

左右方向におけるバルブ１１ａの寸法は、上側舵部５または下側舵部７の最大厚みよりも大きい。本実施形態では、左右方向におけるバルブ１１ａの寸法は、上側舵部５の最大厚みよりも大きく、かつ、下側舵部７の最大厚みよりも大きい。

左右のフィン１１ｂは、それぞれ、左右のバルブ１１ａの外側面から厚み方向外側に延びている。フィン１１ｂは、船体による縦渦と推進プロペラ３および回転軸Ｃ１まわりの渦から前方向成分を有する揚力を発生させる。これにより、損失した渦エネルギーが前向きの推力として回収され、推進性能が向上する。例えば、回転軸Ｃ１と平行な鉛直面によるフィン１１ｂの断面の形状は、前方向成分を持つ揚力を発生する翼形である。

（突出部の作用）
図７は、突出部１１の有無による圧力の分布の相違を説明するための図である。図７（Ａ）（Ｂ）は、図１において突出部１１を無くした場合を示し、図７（Ａ）は、推進プロペラ３とリアクション舵１０の概略側面図であり、図７（Ｂ）は、リアクション舵１０の左側面における高さと圧力との関係を示すグラフである。図７（Ｂ）において、縦軸は、回転軸Ｃ１の延長線Ｃ１１の高さを原点とした高さを示し、横軸は、推進プロペラ３からの水流によってリアクション舵１０の左側面に発生する圧力を示す。図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、延長線Ｃ１１よりも高い位置ではリアクション舵１０の左側面には正圧が発生し、延長線Ｃ１１よりも低い位置ではリアクション舵１０の左側面には負圧が発生する。これは、上述したように延長線Ｃ１１よりも高い位置と低い位置とで、推進プロペラ３からの水流の向きが異なることによる。

図７（Ｃ）（Ｄ）は、図１のように突出部１１を設けた場合を示し、図７（Ｃ）は、推進プロペラ３とリアクション舵１０の概略側面図であり、図７（Ｄ）は、リアクション舵１０の左側面における高さと圧力との関係を示すグラフである。図７（Ｄ）の縦軸と横軸は図７（Ｂ）の場合と同じである。図７（Ｄ）において、破線の曲線は、図７（Ｂ）の場合を示し、実線の曲線は、突出部１１が存在する場合を示す。

図７について、突出部１１が存在しない場合には、上側舵部５と下側舵部７との境界（この図の例では回転軸Ｃ１の延長線Ｃ１１の高さ）は、舵側面の圧力の正負の境界ともいえるので、下側舵部７の左側面の負圧は、境界に近づくにつれて大きく減少していく。この減少の程度を突出部１１により抑えることができる。突出部１１は、下側舵部７の左側面における負圧の範囲と上側舵部５の左側面における正圧の範囲を互いに分離するからである。したがって、突出部１１により、リアクション部としての下側舵部７の左側面に発生した負圧の絶対値を大きくすることができ、リアクション部としての上側舵部５の左側面に発生した正圧の絶対値を大きくすることができる。

このように、突出部１１は、リアクション部における一方の側面に発生する負圧の絶対値の低下を抑える機能（負圧低下抑制機能）を有する。これにより、図４（Ｃ）に示す揚力Ｌとその前方向成分Ｌａを増やすことができ、その結果、リアクション舵１０の抵抗が減る。
また、バルブ１１ａは、推進プロペラ３からの渦流を抑制する機能を有するだけでなく、負圧低下抑制機能も有するようになるので、リアクション舵１０の抵抗が相乗的に低下する。
さらに、フィン１１ｂは、前方向成分を有する揚力を発生させる機能を有するだけでなく、負圧低下抑制機能も有するようになるので、リアクション舵１０の抵抗が相乗的に低下する。

図８は、リアクション部としての下側舵部７の抵抗をＣＦＤ解析により求めた結果を示す。図８に示すように、バルブ１１ａとフィン１１ｂが無い場合の抵抗を１００％とした場合に、バルブ１１ａを設けることで抵抗が２０％低減し、バルブ１１ａとフィン１１ｂの両方を設けることで抵抗が更に５％低減する。

（端部突出体の構成と作用）
図１の例では、突出部１１は、リアクション部として形成された下側舵部７の下端部に設けられた下端部突出体１１ｃと、リアクション部として形成された上側舵部５の上端部に設けられた上端部突出体１１ｄを含む。

下端部突出体１１ｃと上端部突出体１１ｄは、例えば図２のように板状に形成されていてよい。下端部突出体１１ｃと上端部突出体１１ｄも、上述した負圧低下抑制機能を有する。下端部突出体１１ｃは、下側舵部７における左側面の下端部における負圧の範囲を、これより下方の範囲から分離するので、この負圧の範囲における負圧の絶対値の低下を抑える。その結果、下側舵部７に発生する揚力の前方向成分を増やすことができる。上端部突出体１１ｄについても同様である。

本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１〜３のいずれかを単独で採用してもよいし、変更例１〜３を任意に組み合わせて採用してもよい。この場合、以下で述べない点は、上述と同じである。

（変更例１）
上述において、バルブ１１ａとフィン１１ｂのうち一方のみを設けてもよい。例えば、上述において、バルブ１１ａを省略してもよい。この場合、左右のフィン１１ｂは、それぞれ、リアクション舵１０の左右の側面からそれぞれ厚み方向外側に延びる。また、この場合、左右のフィン１１ｂは、上側舵部５と下側舵部７との境界（一例では回転軸Ｃ１の延長線Ｃ１１と同じ高さ）に位置していてよい。

（変更例２）
上述において、下端部突出体１１ｃと上端部突出体１１ｄの一方または両方を省略してもよい。

（変更例３）
上述では、上側舵部５と下側舵部７の両方をリアクション部として形成したが、上側舵部５と下側舵部７のうち一方のみをリアクション部として形成してもよい。

例えば、上側舵部５と下側舵部７のうち下側舵部７のみをリアクション部として形成してもよい。図９はこの場合を示す。図９（Ａ）は、図１の部分拡大図に相当する。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ矢視図であり、図９（Ｃ）は、前方側の左側斜め下方からリアクション舵１０を見た斜視図である。図９（Ｂ）（Ｃ）において、二点鎖線は、リアクション舵１０の前縁（上側舵部５と下側舵部７の前縁５ａ，７ａ）を示し、図９（Ｂ）において、破線は、フィン１１ｂの前縁を示す。

変更例３では、上側舵部５の前縁５ａは、舵軸Ｃ２と平行な方向における上側舵部５の全範囲にわたって、舵軸Ｃ２と同じ左右方向位置にあってよい。また、変更例３では、下側舵部７の前縁７ａは、舵軸Ｃ２と平行な方向における下側舵部７の全範囲にわたって、舵軸Ｃ２から右側にずれている。この場合において、図９（Ｂ）の例では、舵軸Ｃ２と平行な方向における下側舵部７の全範囲にわたって、下側舵部７の前縁７ａは、舵軸Ｃ２と平行な方向に延びている。

また、変更例３では、舵断面は、高さの方向における上側舵部５の全範囲にわたって、同じ形状と同じ寸法を有していてもよい。また、変更例３では、下側舵部７において、舵断面の最大厚みは、下方に移行するにつれて、段階的に又は次第に小さくなっていてよい。

このように変更例３において上側舵部５をリアクション部としない場合には、図９のように上端舵部９と上端部突出体１１ｄは省略されてよく、下端部突出体１１ｃは、図９のように設けられてもよいし、省略されてもよい。

変更例３では、上側舵部５と下側舵部７のうち他方の舵断面の中心線を湾曲させないので、リアクション舵１０の製作が容易になる。

また、図９では、舵断面の中心線が湾曲しているリアクション部７と、他の舵部分との結合箇所が、上側舵部５との結合箇所だけになるので、リアクション舵１０の製作がさらに容易になる。
これに対し、リアクション舵１０が上端舵部９を含む場合であって、上側舵部５と下側舵部７のうち上側舵部５のみをリアクション部とした場合には、リアクション部５と他の舵部分との結合箇所が、下側舵部７との結合箇所と、上側舵部５との結合箇所との２箇所になる。この点で、下側舵部７のみをリアクション部として形成することにより、上記結合箇所が２箇所から１箇所に減るので、リアクション舵１０の製作が容易になる。

なお、この変更例３において下側舵部７をリアクション部としない場合には、下端部突出体１１ｃは省略してよい。この場合、上端部突出体１１ｄは、上述のように設けられてもよいし省略されてもよい。

変更例３において、バルブ１１ａとフィン１１ｂの一方または両方を省略してもよい。

図１０は、リアクション舵１０についてＣＦＤを行って得た舵表面の圧力分布を示す。このＣＦＤは、推進プロペラと、その後方のリアクション舵を対象として行われた。このＣＦＤにおいて、推進プロペラの回転方向は、その後方から見た場合に時計回りであるとする。ＣＦＤは、任意の船舶（２４０ｍ級のタンカー）の計画速力付近に相当する状態で行った。図９において、細い破線は、同じ圧力係数となって位置を示す等圧線であり、その値を各数値で示している。

図１０（Ａ）は、突出部１１が無いリアクション舵１０についての結果を示す。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の場合に対してバルブ１１ａを付加したリアクション舵１０についての結果を示す。図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）の場合に対してバルブ１１ａとフィン１１ｂを付加したリアクション舵１０についての結果を示す。

図１０（Ｂ）の上側舵部５において、図１０（Ａ）では圧力の低かった範囲が、バルブ１１ａによって減少している（特に図１０（Ｂ）において斜線範囲Ｘは、圧力係数が−１．０より低い範囲から外れている）。したがって、例えば、上側舵部５もリアクション部として形成する場合には、バルブ１１ａによって、上側舵部５における左側面の正圧を大きくでき、その結果、上側舵部５における左側面と右側面との圧力差を大きく保つことが可能になる。
また、図１０（Ｂ）の矢印Ｙが示すように、バルブ１１ａに近い下側舵部７の範囲で、圧力係数が０．０である等圧線が、バルブ１１ａによって図１０（Ａ）の場合から前方側へ移動している。このことは、バルブ１１ａによって、下側舵部７における負圧の範囲が拡大することを示している。

図１０（Ｃ）の下側舵部７において、斜線範囲Ｚが示すように、負圧の範囲が図１０（Ｂ）の場合よりも拡大している。

１ 船、１ａ 船尾部、３ 推進プロペラ、３ａ 回転中心部、３ｂ プロペラ翼、３ｃ 後端部、５ 上側舵部（リアクション部）、７ 下側舵部（リアクション部）、９ 上端舵部、１０ リアクション舵、１１ 突出部、１１ａ バルブ、１１ｂ フィン、１１ｃ 下端部突出体、１１ｄ 上端部突出体、Ｃ１ 回転軸、Ｃ１１ 回転軸の延長線、Ｃ２ 舵軸、Ｃｒ 中心線、Ｃｒ１ 前側中心線部、Ｃｒ２ 後側中心線部、Ｆ 水流、Ｐｒ 設定位置、Ｈ 全高、Ｒ 範囲

Claims (6)

1. 船のリアクション舵であって、
   該舵は、前記船の推進プロペラの後方において舵軸まわりに揺動可能に設けられており、上側舵部と、前記上側舵部よりも下方に位置する下側舵部と、前記上側舵部の上側に位置し前記上側舵部に結合された上端舵部とを有し、
   前記上側舵部と下側舵部との境界は、前記舵軸と平行な方向において前記推進プロペラの回転軸の延長線の位置から上限距離以内の範囲に位置し、該上限距離は、前記リアクション舵の全高の１５％以下の距離であり、
   前記上側舵部と下側舵部のうち前記上側舵部のみが又は両方が、リアクション部として形成され、
   前記舵軸と直交する仮想平面による断面において、前記リアクション部の中心線は湾曲しており、
   前記リアクション部の上端部と下端部の一方または両方には、前記舵の厚み方向に突出した突出部を有し、該突出部は前記舵の前縁から後縁に向かう方向に延びており、
   前記上側舵部の前縁は、前記舵軸と平行な方向における前記上側舵部の全範囲にわたって、前記舵軸から前記船の左右方向にずれており、当該全範囲にわたって、前記舵軸と平行な方向に延びており、
   前記上端舵部の前縁は、前記船の左右方向において前記舵軸の位置にあり、
   前記突出部は、前記上側舵部と下側舵部との境界に位置するバルブと、前記バルブに結合され前記バルブから前記厚み方向の外側に延びているフィンとを含む、リアクション舵。
2. 前記下側舵部は前記リアクション部として形成され、前記突出部は、前記下側舵部の下端部に設けられた下端部突出体を含み、または、
   前記突出部は、前記上側舵部の上端部に設けられた上端部突出体を含む、請求項１に記載のリアクション舵。
3. 前記下側舵部は、前記リアクション部として形成され、前記リアクション舵の下端まで延びており、
   前記下側舵部の前縁は、前記舵軸と平行な方向における前記下側舵部の全範囲にわたって、前記舵軸から前記船の左右方向にずれた位置にある、請求項１又は２に記載のリアクション舵。
4. 前記下側舵部の前縁は、前記舵軸と平行な方向における前記下側舵部の全範囲にわたって、前記舵軸と平行な方向に延びている、請求項３に記載のリアクション舵。
5. 前記舵軸と平行な方向における前記リアクション部の全範囲にわたって、該方向の各位置での前記断面において、前記リアクション部の一方の側面は、厚みが最大となる、前記中心線の方向の位置から前縁部まで直線状に延びている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のリアクション舵。
6. 前記船の左右方向における前記バルブの寸法は、前記上側舵部または下側舵部の最大厚みよりも大きい、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリアクション舵。

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