(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、舵を切って舵角を取ったときに発生する舵の横力を増大させることができる船舶用舵及び船舶を提供する。【解決手段】船舶用舵１０の上下方向に関して船舶用舵１０の下側又は上側の端部１３、１４に接合された保持部材２２、３２を介して、舵中心面Ｃｄから離間して舵中心面Ｃｄに対して両側に配置され、かつ、上下方向に関して舵面１０ａ、１０ｂとは反対側で互いに向きあうように、水平面に対して４５度以上で９０度以下の範囲の傾斜角度αを有する板状補助舵力発生部材２１、３１を設けている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該船舶用舵の上下方向に関して当該船舶用舵の下側又は上側の端部に接合された保持部材を介して、舵中心面から離間して前記舵中心面に対して両側に配置され、かつ、上下方向に関して舵面とは反対側で、水平面に対して４５度以上で９０度以下の範囲の傾斜角度を有して互いに向きあう板状補助舵力発生部材を設けていることを特徴とする船舶用舵。
【請求項２】
板状補助舵力発生部材を当該船舶用舵の下側と上側の両方の端部にそれぞれ設けていることを特徴とする請求項１に記載の船舶用舵。
【請求項３】
前記板状補助舵力発生部材を、前記舵中心面に対しての離間距離が当該船舶用舵の長さの５％以上で１５％以下の範囲内に配置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用舵。
【請求項４】
前記板状補助舵力発生部材の長さを、当該船舶用舵の長さの４０％以上で１００％以下としていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶用舵。
【請求項５】
前記板状補助舵力発生部材の後端の前後方向位置を、当該船舶用舵の後縁から当該船舶用舵の長さの２０％前方の範囲までとしてい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。
【請求項６】
前記保持部材を、水平に対して船首側が高くなる角度でプラス１０度からマイナス１０度の角度範囲内で当該船舶用舵のその端部に取り付けた板状保持部材で構成してい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。
【請求項７】
前記保持部材の長さを当該船舶用舵の長さの６０％以上で１００％以下とし、前記保持部材の幅を前記保持部材の長さの１０％以上で３０％以下としていることを特徴とする１〜６のいずれか１項に記載の船舶用舵。
【請求項８】
前記舵中心面に対して両側にある前記板状補助舵力発生部材の先端近傍同士を接続した板状補助部材を設けていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の船舶用舵。
【請求項９】
前記板状補助部材を前記板状補助舵力発生部材の後端からの距離で、当該船舶用舵の長さの０％以上で３０％以下の範囲に設けていることを特徴とする請求項８に記載の船舶用舵。
【請求項１０】
前記板状補助部材が水平面に対して、前記板状補助部材の前側が舵高さの中央を向くように１度以上１５度以下で傾斜していることを特徴としている請求項８又は９に記載の船舶用舵。
【請求項１１】
請求項１〜１０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的簡単な構成で、舵を切って舵角を取ったときに発生する舵の横力を増大させることができる船舶用舵及び船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶を安全かつ効率的に運航させるためには、船舶の操船においては、十分な旋回性能と保針性能を有している必要があり、そのためには舵が高い揚力を出せることが必要不可欠であり、船舶の操船においては、舵を船尾のプロペラ等の推進器の後方に設けて、航行中に、操舵により舵を切って舵角を取ることで舵に揚力を発生させて、舵に作用する横力により、船体を前進方向に対して回頭させることで旋回している。
【０００３】
一方、この舵の寸法は、舵を装備する船舶の必要排水量、全長制限、諸室配置、プロペラとの干渉防止等の多くの制約を受けている。特に、舵を大きくすることでこの揚力は大きくなるが、一般的に舵はプロペラの後方に配設されるため、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ている。従って、寸法が制限された舵であっても、高い揚力が出せて揚力係数が高く大きな舵力を発生できる舵が必要となる。
【０００４】
しかしながら、従来の舵では、舵の上側および下側から翼端渦が発生し、この翼端渦の流出により、揚力が減少してしまうという問題がある。これに対して、上側及び下側に端板を付加して、翼端渦の流出を抑制することで、この問題を改善する技術が開発されてきている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
これらの下側に設けられた底端板は、そのキャンバー形状により揚力を発生したり（例えば、特許文献１の段落〔００２１〕、〔００２６〕参照）、翼端面影響を減少して高い揚力を発生させたりして（例えば、特許文献２の段落〔０００３〕参照）、その推進方向の成分により推力を発生している。また、舵板に舵角を与えた時には、水流のエネルギーは舵板の頂端板と底端板の間に取り込まれて舵板の面に強く作用し、舵板は通常の翼としての揚力を発生するほかに後縁部における水流の屈折による揚力が発生して、全体として高い揚力を発生するから船に高い操縦性を与えるとされている（例えば、特許文献３の段落〔００３５〕参照）。
【０００６】
そして、これら底端板は、両舷側端部が下方に若干屈折した形状を有している（例えば、特許文献３の段落〔００２３〕参照）。この形状に関しては特に記載はないが、底端板を単なる平板で形成するよりも、強度を増すために折り曲げられていると考えられる。そのため、折り曲げ角も小さく、図からは３０度程度と推定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１７８９９１号公報
【特許文献２】特開２００２−２７４４９０号公報
【特許文献３】特開２００５−２４７１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、発明者らは、平板状の底端板や、例えば、水平面から最大で４０度程度屈曲させた端板を有する船舶用舵に関して、水槽実験や流体計算シミュレーションプログラム等の計算を行い、これらのデータ等を検討した結果、この平板の両舷側を下方に若干屈折させた形状の端板でも、高揚力効果を得られるが、その効果は限定的であり、翼端渦の流出による影響がまだ相当残っており、さらに改善の余地があるとの知見を得た。
【０００９】
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、比較的簡単な構成で、舵角を切ったときに発生する舵の横力を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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するための本発明の船舶用舵は、当該船舶用舵の上下方向に関して当該船舶用舵の下側又は上側の端部に接合された保持部材を介して、舵中心面から離間して前記舵中心面に対して両側に配置され、かつ、上下方向に関して舵面とは反対側で、水平面に対して４５度以上で９０度以下の範囲の傾斜角度を有して互いに向きあう板状補助舵力発生部材を設けていることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、板状補助舵力発生部材を水平面からの傾斜角度を４５度以上９０度以下、好ましくは５０度から８０度以下の範囲としていることで、船舶用舵を切ったときに、翼端渦によって、水流が、水流に衝突する側の正圧面側の舵面からこの舵面側の板状補助舵力発生部材を回り込んで、反対側の負圧面側の舵面へ流入しようとするが、水流が、その直前で舵本体の下側又は上側の端部より外側に大きく傾斜した負圧面側の板状補助舵力発生部材にほぼ垂直に衝突するようになり、この衝突により板状補助舵力発生部材に舵力と同じ方向の力、即ち、補助舵力が発生することになる。
【００１２】
また、船舶用舵を切ったときに、この板状補助舵力発生部材により負圧面側の舵面に水流が直接流入することが妨げられることにより、結果として、船舶用舵の正圧面側の舵面と負圧面側の舵面との両舵面の間における差圧が大きい状態を維持できるので、従来技術の平板の両舷側を若干屈折させた形状の端板よりも、高い高揚力効果を得ることができるようになる。
【００１３】
上記の船舶用舵において、板状補助舵力発生部材を当該船舶用舵の下側と上側の両方の端部にそれぞれ設けていると、上記の船舶用舵の端部における板状補助舵力発生部材の作用効果を船舶用舵の下側と上側の両方で得ることができ、より高い高揚力効果を得ることができるようになる。
【００１４】
上記の船舶用舵において、前記板状補助舵力発生部材を、前記舵中心面に対しての離間距離が当該船舶用舵の長さの５％以上で１５％以下の範囲内に配置していると次のような効果を得ることができる。
【００１５】
この離間距離を船舶用舵の長さの５％以上とすると、船舶用舵を切ったときに、正圧面側の板状補助舵力発生部材を回り込んだ水流が十分に回り込んで負圧面側の板状補助舵力発生部材に水流がほぼ垂直に衝突できるようになり、また、離間距離を船舶用舵の長さの１５％以下とすると、船舶用舵を切ったときに、正圧面側の板状補助舵力発生部材を回り込んだ水流を、その水流の勢いが衰える前に確実に負圧面側の板状補助舵力発生部材に衝突させることができる。
【００１６】
上記の船舶用舵において、前記板状補助舵力発生部材の長さを、当該船舶用舵の長さの４０％以上で１００％以下としていると、船舶用舵を切ったときに、負圧面側の板状補助舵力発生部材で発生する補助舵力をより大きくすることができる。
【００１７】
上記の船舶用舵において、前記板状補助舵力発生部材の後端の前後方向位置を、当該船舶用舵の後縁から当該船舶用舵の長さの２０％前方の範囲までとすると、次のような効果がある。船舶用舵を切ったときに、正圧面から負圧面へ向かう水流は、舵の後方へ行くほど強く発達しているため、板状補助舵力発生部材が舵の後縁付近まで存在することで、特に強い補助舵力を得ることができる。
【００１８】
上記の船舶用舵において、前記保持部材を、水平に対して船首側が高くなる角度でプラス１０度からマイナス１０度の角度範囲内で当該船舶用舵のその端部に取り付けた板状保持部材で構成していると、船舶用舵を切ったときに、板状保持部材により、水流が板状補助舵力発生部材に到達する前に、正圧面側の舵面から負圧面側の舵面に向かって流出することを防止できるので、船舶用舵の両舵面の間における差圧を大きい状態のままに維持できる。
【００１９】
上記の船舶用舵において、前記保持部材の長さを当該船舶用舵の長さの６０％以上で１００％以下とし、前記保持部材の幅を前記保持部材の長さの１０％以上で３０％以下としていると、船舶用舵を切ったときの水流の負圧面側の舵面への流出を防止する水流の保持効果を大きくすることができる。
【００２０】
上記の船舶用舵において、前記舵中心面に対して両側にある前記板状補助舵力発生部材の先端近傍同士を接続した板状補助部材を設けていると、次の効果を発揮できる。この板状補助舵力発生部材を有する船舶用舵であっても、若干の翼端渦が発生し、その一部が板状補助舵力発生部材の相互間に存在することになる。この翼端渦が、船舶用舵の後半部において、板状補助舵力発生部材の相互間の下側を塞いでいる板状補助部材に衝突するので、この翼端渦の流出を抑制できる。これによって、翼端渦の作用をさらに弱めることができるので、両舵面における差圧をより大きく維持できるようになる。
【００２１】
さらに、板状補助舵力発生部材の下側付近を結合する板状補助部材を設けると、これにより、板状補助舵力発生部材における曲げ負荷を緩和できるため、全体としての耐久性が増加し、比較的大きな板状補助舵力発生部材も設置可能となり、さらに、大きな高揚力効果を得ることができるようになる。
【００２２】
上記の船舶用舵において、前記板状補助部材を前記板状補助舵力発生部材の後端側からの距離で、当該船舶用舵の長さの０％以上で３０％以下の範囲に設けていると、板状補助部材が板状補助舵力発生部材の効果を減殺することなく、正圧面側から流出して回り込む流れの大半がまず負圧面側の板状補助舵力発生部材にほぼ垂直に衝突して揚力が発生し、さらに、翼端渦が板状補助舵力発生部材の相互の間から流出する部分を板状補助部材で効率的に塞ぐことができるので、より一層高い揚力を得ることができ、かつ、板状補助部材の配設による重量増加を軽減することもできる。
【００２３】
上記の船舶用舵において、前記板状補助部材が水平面に対して、前記板状補助部材の前側が舵高さの中央を向くように１度以上１５度以下で傾斜している構成にすると、  翼端渦によって水平面に対して傾いて板状補助部材に流入する水に対して、その流れの傾きを打ち消す運動量を与え流れをより真後ろに近い向きに整流することができ、その反作用として舵が前方向きの推力を得て舵全体の抵抗を減らすことができる。
【００２４】
板状補助部材の位置において翼端渦が誘起する傾斜した流れはその大半が舵上部においては上方から下方へ、舵下部においては下方から上方へ傾いているから、上記の船舶用舵において、板状補助部材の前後方向の傾きを舵上部においては前記の傾斜が前方が下になる向きに１度以上１５度以下、舵下部においては前記の傾斜が前方が上になる向きに１度以上１５度以下にすると、板状補助部材に流入する水の大半に対して、その流れの傾きを打ち消す運動量を与え流れをより真後ろに近い向きに整流することができ、その反作用として舵が前方向きの大きな推力を得て舵全体の抵抗を大幅に減らすことができる。
【００２５】
板状補助部材を左右方向に垂直な平面で切断した断面が、後端が鋭角をなす翼型であると、前記板状補助部材に対して傾斜した流れであってもその流れが板状補助部材の表面において後端に至るまで剥離しにくく、そのため板状補助部材が受ける抵抗力は小さく推力は大きくなって、舵全体の抵抗を大幅に減らすことができる。
【００２６】
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。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の船舶用舵及び船舶によれば、船舶用舵を切ったときに、舵本体の下側又は上側の端部の外側で、水流が、舵本体の負圧面側の板状補助舵力発生部材にほぼ垂直に衝突して、補助舵力が発生し、また、保持部材と板状補助舵力発生部材により負圧面側の舵面への水の直接流入が妨げられ、船舶用舵の両舵面の間における差圧を大きい状態に維持できるので、高い高揚力効果を得ることができる。
【００２８】
従って、比較的簡単な構成で、舵を切って舵角を取ったときに発生する舵の横力を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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る実施の形態の船舶用舵の構成を模式的に示す、船尾部分の側面図である。
【図２】図１の船舶用舵を後方斜め下から見た船舶用舵の部分斜視図である。
【図３】図２の船舶用舵の作用効果を説明するための船舶用舵の横断面である。
【図４】船舶用舵における板状補助部材の配置を示す、後方斜め下から見た船舶用舵の部分斜視図である。
【図５】船舶用舵の板状補助部材の作用効果を説明するための船舶用舵の横断面図である。
【図６】船舶用舵を切ったときの水流の方向と舵面の正圧面側と負圧面側を説明するための船舶用舵の水平断面図である。
【図７】板状補助舵力発生部材を備えていない比較例１の船舶用舵における水流を示す船舶用舵の横断面図である。
【図８】板状補助舵力発生部材を備えていないが、底端板を備えている比較例２の船舶用舵における水流を示す船舶用舵の横断面図である。
【図９】板状補助舵力発生部材を備えていないが、両舷側端部が折れ曲がった底端板を備えている比較例３の船舶用舵における水流を示す船舶用舵の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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ない。なお、この船舶用舵の長さとは、舵全体における前後最大長さのことを言う。
【００３１】
図１〜図５に示すように、本発明に係る実施の形態の船舶１と船舶用舵１０は、プロペラ２の後側に配置される。この船舶用舵１０は、船舶１の船尾内に配置される操舵機(図示しない)に接続された舵柱１５により、この舵柱１５周りに回動される。
【００３２】
そして、本発明に係る実施の形態の船舶用舵１０は、図１に示すように、この船舶用舵１０の上下方向に関して、下側の端部１３と上側の端部１４の両方にそれぞれ接合された保持部材２２、３２を介して、図２及び図３に示すような舵中心面Ｃｄから離間して舵中心面Ｃｄに対して両側に板状補助舵力発生部材２１（３１）を配置している。
【００３３】
この下側の板状補助舵力発生部材２１は、上下方向に関して舵面１０ａ、１０ｂとは反対側、すなわち、下側の端部１３よりも下側で、図２〜図５に示すように左舷側の板状補助舵力発生部材２１ａと右舷側の板状補助舵力発生部材２１ｂとが互いに向きあうように配置されている。さらに、下側の板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂ（総称としては２１）は、水平面に対して４５度以上で９０度以下の傾斜角度αを有して形成されている。
【００３４】
また、上側の板状補助舵力発生部材３１は、特に図示しないが、下側の板状補助舵力発生部材２１と同様に、上下方向に関して舵面とは反対側、すなわち、上側の端部１４よりも上側で、左舷側の板状補助舵力発生部材と右舷側の板状補助舵力発生部材とが互いに向きあうように配置されている。さらに、上側の板状補助舵力発生部材３１a、３１ｂはそれぞれが、水平面に対して４５度以上で９０度以下の傾斜角度を有して形成されている。
【００３５】
この構成によれば、図３に示すような板状補助舵力発生部材２１、３１を水平面からの傾斜角度αを、４５度以上９０度以下、好ましくは５０度から８０度以下の範囲としていることで、次のような現象が生じる。
【００３６】
つまり、図３に示すように、船舶用舵１０を後縁側が左舷となるように切ったときに、翼端渦によって、水流Ｗが、水流Ｗに衝突する側の正圧面側の舵面１０ａから正圧面側の板状補助舵力発生部材２１ａを回り込んで、反対側の負圧面側の舵面１０ｂへ流入しようとするが、水流Ｗが、その直前で舵本体の下側の端部１３より、外側に大きく傾斜した負圧面側の板状補助舵力発生部材２１ｂにほぼ垂直に衝突するようになる。そのため、この衝突により板状補助舵力発生部材２１に舵力と同じ方向の力、即ち、補助舵力が発生する。
【００３７】
また、船舶用舵１０を切ったときに、この板状補助舵力発生部材２１ｂにより負圧面側の舵面１０ｂに水流Ｗが直接流入することが妨げられる。その結果として、船舶用舵１０の両舵面１０ａ、１０ｂとの間における差圧が大きい状態を維持できる。
【００３８】
なお、図３は、船体が左舷側に旋回しようとして、船舶用舵１０を上から見て右回り（時計回り）に回動した状態を示しており、この状態では左舷側の舵面１０ａが正圧面側となる。逆に、船体が右舷側に旋回しようとしたときには、船舶用舵１０を上から見て左回り（反時計回り）に回動した状態になり、この状態では右舷側の舵面１０ｂが正圧面側となる。
【００３９】
そして、図１に示すように、板状補助舵力発生部材２１、３１を船舶用舵１０の下側の端部１３と上側の端部１４の両方にそれぞれ設けていると、船舶用舵１０の端部１３、１４における板状補助舵力発生部材２１、３１の作用効果を船舶用舵１０の下側の端部１３と上側の端部１４の両方で得ることができ、より高い高揚力効果を得ることができるようになる。
【００４０】
なお、特に図示しないが、板状補助舵力発生部材２１を船舶用舵１０の下側の端部１３のみ設ける構成でも良く、上側の端部１４のみに設ける構成であっても良い。この場合は、板状補助舵力発生部材２１、３１を設けている側でより高い高揚力効果を得ることができる。
【００４１】
そして、この板状補助舵力発生部材２１、３１は、図３に示すように、舵中心面Ｃｄに対しての離間距離Ｄが船舶用舵１０の長さＬｃの５％（Ｄ１）以上で１５％以下（Ｄ２）の範囲領域（Ｒａ）内に配置される。
【００４２】
この離間距離Ｄを船舶用舵１０の長さＬｃの５％以上とすると、図３に示すように、船舶用舵１０を切ったときに、正圧面１０ａ側の板状補助舵力発生部材２１ａを回り込んだ水流Ｗが、十分に回り込んで負圧面１０ｂ側の板状補助舵力発生部材２１ｂにほぼ垂直に衝突できるようになる。また、離間距離Ｄを船舶用舵１０の長さＬｃの１５％以下とすると、船舶用舵１０を切ったときに、正圧面１０ａ側の板状補助舵力発生部材２１ａを回り込んだ水流Ｗを、その水流Ｗの勢いが衰える前に確実に負圧面１０ｂ側の板状補助舵力発生部材２１ｂに衝突させることができる。
【００４３】
図２に示すような、この板状補助舵力発生部材２１の長さＬ１を、この船舶用舵１０の長さＬｃの４０％以上で１００％以下とする。また、好ましくは板状補助舵力発生部材２１の後端Ｐ０の前後方向位置を、船舶用舵１０の後縁１１から船舶用舵１０の長さＬｃの２０％、より好ましくは１０％前方の範囲までとする。また、好ましくは板状補助舵力発生部材２１の幅Ｂ１を、この板状補助舵力発生部材２１の長さＬ１の５％以上で２０％以下とする。これら３つの構成はその全てを組み合わせて採用しても良く、いずれか１つまたは２つのみを採用しても良い。この構成により、船舶用舵１０を切ったときに、負圧面側の板状補助舵力発生部材２１ｂで発生する補助舵力をより大きくすることができる。
【００４４】
また、この板状補助舵力発生部材２１は、その長手方向（Ｘ方向）の断面（Ｘ方向を含む断面）が長方形断面となる板材で形成しても良いが、水流Ｗに対して抵抗が少なく、大きな揚力を発生することが望ましいので、長手方向の断面が流線型形状（翼型形状を含む）となるように形成することが好ましい。また、横断面形状に関しては、工作性や強度的な面から、長方形断面（長手方向）や先端側が細くなる台形形状や三角形状に形成する。
【００４５】
そして、保持部材２２に関しては、水平に対して船首側が高くなる角度でプラス１０度からマイナス１０度の角度範囲内で、言い換えればほぼ水平に配置され、船舶用舵１０のその端部１３、１４に取り付けた板状保持部材で構成する。これにより、船舶用舵１０を切ったときに、保持部材２２により、水流が板状補助舵力発生部材２１に到達する前に、正圧面側の舵面１０ａから負圧面側の舵面１０ｂに向かって流出することを防止できる。従って、船舶用舵１０の両舵面１０ａ、１０ｂとの間における差圧を大きい状態のまま維持できる。
【００４６】
この保持部材２２の長さＬ２を船舶用舵１０の長さＬｃの６０％以上で１００％以下とし、保持部材２２の幅（両舷にまたがった幅）Ｂ２を保持部材２２の長さＬ２の１０％以上で３０％以下とする。これにより、船舶用舵１０を切ったときの水流Ｗの負圧面側の舵面１０ｂへの流出を防止する水流Ｗの保持効果を大きくすることができる。
【００４７】
また、この保持部材２２は、板状補助舵力発生部材２１の形状と同様に、その長手方向（Ｘ方向）の断面（Ｘ方向を含む断面）が長方形断面となる板材で形成しても良いが、水流Ｗに対して抵抗が少なく、大きな揚力を発生することが望ましいので、長手方向の断面が流線型形状（翼型形状を含む）となるように形成することが好ましい。また、横断面形状に関しては、工作性や強度的な面から、長方形断面（長手方向）や先端側が細くなる台形形状に形成するが、板状補助舵力発生部材２１を保持できる強度を確保する必要がある。なお、板状補助舵力発生部材２１を保持部材２２の先端側を折り曲げ加工することで形成してもよい。
【００４８】
更に、図４及び図５に示すように、船舶用舵１０の舵中心面Ｃｄに対して両側にある板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂの先端近傍同士を接続した板状補助部材２３を設ける。これにより、以下の効果を発揮できるようになる。
【００４９】
つまり、この板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂを有する船舶用舵１０であっても、若干の翼端渦が発生し、その一部が板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂの相互間に存在することになる。この翼端渦が、船舶用舵１０の下流側となる後半部において、板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂの間の下側を塞いでいる板状補助部材２３に衝突して流出を妨げられる。そのため、翼端渦の流出を抑制できる。これによって、翼端渦の作用をさらに弱めることができるので、両舵面１０ａ、１０ｂの間における差圧をより大きく維持できるようになる。
【００５０】
さらに、板状補助部材２３により、板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂが構造的に補強されるので、板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂにおける曲げ負荷を緩和できるため、全体としての耐久性が増加し、比較的大きな板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂも設置可能となるので、さらに、大きな高揚力効果を得ることができるようになる。
【００５１】
この板状補助部材２３を、板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂの後端Ｐ０からの距離で、船舶用舵１０の長さＬｃの０％以上で３０％以下の範囲に設けている。また、この板状補助部材２３の長さＬ３を船舶用舵１０の長さＬｃの５％以上で３０％以下とする。これにより、板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂの効果を減殺せずに、翼端渦が板状補助舵力発生部材２１ａ、２１ｂの相互の間から流出する部分を板状補助部材２３で効率的に塞ぐことができるので、より一層高い揚力を得ることができ、板状補助部材２３の配設による重量増加を軽減することもできる。
【００５２】
さらに、板状補助部材２３が水平面に対して、板状補助部材２３の前側が舵高さの中央を向くように１度以上１５度以下で傾斜している構成にすると、翼端渦によって水平面に対して傾いて板状補助部材２３に流入する水流Ｗに対して、その水流Ｗの傾きを打ち消す運動量を与え、水流Ｗをより真後ろに近い向きに整流することができ、その反作用として船舶用舵１０が前方向きの推力を得て舵全体の抵抗を減らすことができる。
【００５３】
この板状補助部材２３の位置において、翼端渦が誘起する傾斜した水流Ｗはその大半が舵上部においては上方から下方へ、舵下部においては下方から上方へ傾いているから、船舶用舵１０において、板状補助部材２３の前後方向の傾きを舵上部においては水平面に対しての傾斜が前方が下になる向きに１度以上１５度以下、舵下部においては水平面に対しての傾斜が前方が上になる向きに１度以上１５度以下にすると、板状補助部材２３に流入する水流Ｗの大半に対して、その水流Ｗの傾きを打ち消す運動量を与え、水流Ｗをより真後ろに近い向きに整流することができ、その反作用として船舶用舵１０が前方向きの大きな推力を得て舵全体の抵抗を大幅に減らすことができる。
【００５４】
また、板状補助部材２３を左右方向に垂直な平面で切断した断面が、後端が鋭角をなす翼型であると、この板状補助部材２３に対して傾斜した水流Ｗであってもその流れが板状補助部材２３の表面において後端に至るまで剥離しにくく、そのため板状補助部材２３が受ける抵抗力は小さく推力は大きくなって、舵全体の抵抗を大幅に減らすことができる。
【００５５】
そして、本発明に係る実施の形態の船舶１は、上記の船舶用舵１０を備えていることを特徴とし、上記の実施の形態の船舶用舵１０の作用効果と同じ作用効果を発揮できる。
【００５６】
上記の構成の船舶用舵１０及び船舶１によれば、船舶用舵１０を切ったときに、舵本体の下側又は上側の端部１３、１４の外側で、水流Ｗが、舵本体の負圧面側の板状補助舵力発生部材２１ｂにほぼ垂直に衝突して、補助舵力が発生し、また、保持部材２２と板状補助舵力発生部材２１ｂにより負圧面側の舵面１０ｂへの水流Ｗの直接流入が妨げられ、船舶用舵１０の両舵面１０ａ、１０ｂの間の差圧を大きい状態に維持できるので、高い高揚力効果を得ることができる。
【００５７】
従って、比較的簡単な構成で、舵を切って舵角を取ったときに発生する舵の横力を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。
【００５８】
これを図７〜図９に示す比較例１〜３と比較してみると、図６のように、船舶用舵１０を船舶１が左側に旋回するように、上から見て右回り（時計回り）に回転させると、水流Ｗが衝突するのは左舷側となり、正圧面側は左舷側の舵面１０ａとなり、負圧面側は右舷側の舵面１０ｂとなる。
【００５９】
図７に示す、板状補助舵力発生部材を備えていない比較例１の船舶用舵１０Ｘでは、水流Ｗは、正圧面側の舵面１０ａから下側の端部１３を経由して負圧面側の舵面１０ｂに容易に流入でき、また、翼端渦も流出してしまう。
【００６０】
また、図８に示す、板状補助舵力発生部材を備えていないが、底端板４０を備えている比較例２の船舶用舵１０Ｙでは、水流Ｗは、正圧面側の舵面１０ａから下側の端部１３の底端板４０を経由して負圧面側の舵面１０ｂに流入でき、また、翼端渦の流出防止も十分ではない。
【００６１】
そして、図９に示す、板状補助舵力発生部材を備えていないが、底端板の両舷側の先端部４１ａが少し折れ曲がった底端板４１を備えている比較例３の船舶用舵１０Ｚでは、水流Ｗは、底端板４１の先端部４１ａが少し折れ曲がった程度では十分な抵抗にならず、正圧面側の舵面１０ａから下側の端部１３の底端板４１を経由して負圧面側の舵面１０ｂに流入でき、また、翼端渦の流出防止も十分ではない。その上、図９に示すように、傾斜角度αが３０度程度と小さく、正圧面側の舵面１０ａから下側の端部１３の底端板４１を経由してきた水流Ｗが底端板４１の先端部４１ａに衝突することなく、先端部４１ａに沿って流れてしまう。
【００６２】
そのため、本発明に係る実施の形態の船舶用舵１０のように、水流Ｗが、舵本体の負圧面側の板状補助舵力発生部材２１ｂにほぼ垂直に衝突して補助舵力を発生したり、また、負圧面側の舵面１０ｂへの水流Ｗの直接流入を妨げて、船舶用舵１０の両舵面１０ａ、１０ｂの間の差圧を大きい状態に維持したりすることができない。
【符号の説明】
【００６３】
１  船舶
１０、１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚ  船舶用舵
１０ａ  左舷側の舵面
１０ｂ  右舷側の舵面
１１  船舶用舵の後縁
１２  船舶用舵の前縁
１３  下側の端部
１４  上側の端部
１５  舵柱
２１  板状補助舵力発生部材
２２  保持部材
２３  板状補助部材
３１  板状補助舵力発生部材
３２  保持部材
３３  板状補助部材
４０  底端板
４１  両舷側の先端部が少し折れ曲がった底端板
Ｂ１  板状補助舵力発生部材の幅
Ｂ２  保持部材の幅
Ｃｄ  舵中心面
Ｄ  離間距離
Ｄ１  離間距離における下限距離
Ｄ２  離間距離における上限距離
Ｌｃ  船舶用舵の長さ（舵全体における前後最大の長さ）
Ｌ１  板状補助舵力発生部材の長さ
Ｌ２  保持部材の長さ
Ｌ３  板状補助部材の長さ
Ｐ０  板状補助舵力発生部材の後端位置
Ｒａ  板状補助舵力発生部材の離間距離の範囲領域
Ｗ  水流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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