(57)【要約】      （修正有）【課題】航海中の燃料消費量が犠牲にならずに優れた港内操船ができる一軸二舵システムを得る。【解決手段】舵の水平断面において、舵輪郭のうち二枚の前記舵の非対面側である外舷舵輪郭は、外舷舵輪郭の前縁部ｅ１が円弧状またはこれに類する形状であり、前縁部ｅ１からの舵幅が後方に向かって外舷舵輪郭を外方向に凸となる形状で増加して最大舵幅に達し、最大舵幅に達した舵幅が後方に向かって緩やかに減少しながら外舷舵輪郭を徐々に逆の曲率へと変化させて舵後端付近の点Ｐ３まで続き、舵後端付近の点Ｐ３から舵幅が後方に向かって増大せずに外舷舵輪郭を直線状またはこれに類する形状で舵後端Ｐ４まで続き、舵後端Ｐ４の舵幅が有限幅Ｗを有する。【選択図】図５
2018079879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一基のプロペラと、前記プロペラの後方に船体中心線から離れた位置に配置された二枚の舵と、を備えた一軸二舵システムであって、
前記舵の水平断面において、舵先端と前記舵先端の反対に位置する舵後端とを前記舵の中央部を通って結ぶ線を舵中心線と定義し、前記舵中心線の所定点と前記所定点から舵輪郭に至る前記舵中心線と直交する直線を引いたときの前記舵輪郭に交差する交点との２点間の距離を前記所定点における舵幅と定義したとき、
前記舵輪郭のうち二枚の前記舵の非対面側である外舷舵輪郭は、
前記外舷舵輪郭の前縁部が円弧状またはこれに類する形状であり、
前記前縁部からの前記舵幅が後方に向かって前記外舷舵輪郭を外方向に凸となる形状で増加して最大舵幅に達し、
前記最大舵幅に達した前記舵幅が後方に向かって緩やかに減少しながら前記外舷舵輪郭を徐々に逆の曲率へと変化させて舵後端付近の点まで続き、
前記舵後端付近の点から前記舵幅が後方に向かって増大せずに前記外舷舵輪郭を直線状またはこれに類する形状で前記舵後端まで続き、
前記舵後端の前記舵幅が有限幅を有する一軸二舵システム。
【請求項２】
前記舵中心線は、前記外舷舵輪郭が前記最大舵幅の位置から後方で外方向に凹となる形状になるように、前記最大舵幅の位置から後方を外側に向かって偏倚させた請求項１に記載の一軸二舵システム。
【請求項３】
前記舵中心線を持つ前記舵と同じ舵幅で構成された舵輪郭を持った舵中心線を直線とした仮想の舵の後端と、前記舵中心線を持つ前記舵の後端と、の間の後端偏倚量の範囲は、前記後端偏倚量（ｄｅ）を舵コード長（ｃ）で除した比であるｄｅ／ｃが、０．０≦ｄｅ／ｃ≦０．１５の範囲を満たす請求項２に記載の一軸二舵システム。
【請求項４】
前記舵中心線は、前記外舷舵輪郭が前記最大舵幅の位置から前方で二枚の前記舵の対面側である内側に向かうように、前記最大舵幅の位置から前方を前記内側に向かって偏倚させた請求項１〜３のいずれか１項に記載の一軸二舵システム。
【請求項５】
前記舵の上端または下端のうち少なくとも一方に、前記舵の前記外側または前記内側のうち少なくとも前記外側に飛び出した端板を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の一軸二舵システム。
【請求項６】
前記舵は、吊り舵型またはマリナー型として船舶に取り付けられた請求項１〜５のいずれか１項に記載の一軸二舵システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一軸一枚のプロペラあるいは二枚のプロペラを同軸の前後に配置してそれぞれのプロペラを逆方向に回す二重反転プロペラの後方に、船体中心線から離れた位置に二枚の舵を配置した一軸二舵システムに関し、特に船舶の港内操船を容易に実現する舵形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一軸二舵システムとして特許文献１に開示された技術がある。特許文献１の技術は、一基の前進単一作動プロペラ推進器の後方に二枚の固定幾何学的断面の高揚力舵が用いられたシステムである。
特許文献１の技術では、プロペラ回転方向が変更されずに、二枚の高揚力舵の舵角が適宜組合せられることにより、船尾に３６０度の全方向に推力、すなわち、前進力、後進力、斜め力、真横力が出せる。また、バウスタスターが併用されると、真横移動、その場回頭といった港内での着岸、離岸に必要な操船ができる。
ここで、特許文献１には、高揚力舵の形状に関する詳細な記述はない。しかし、特許文献１の段落［００１４］および図２、図３の実施例に開示されているように、高揚力舵が舵後端部の片側に、一般に「魚尾部」と言われる突起部分を備えていることが確認できる。
【０００３】
従来の一軸二舵システムとして特許文献２に開示された技術がある。特許文献２の技術は、請求項１に、「・・・魚尾後縁部からなる形状」と形状を限定した高揚力舵を採用したシステムである。
特許文献２の技術では、各舵の内側にフィンが適切な角度で設けられ、プロペラ旋回流がそのフィンに当たることで発生する揚力の前進方向成分を補助推進力として馬力低減が図られている。すなわち、特許文献２の請求項１では、魚尾部を持つ高揚力舵に内側フィンが設置されたものである。
なお、高揚力舵の形状は、特許文献２の段落［０００３］で記述されている。魚尾後縁部は、「内舷側の魚尾後縁部（１６、１７）ほぼ直線」（特許文献２の図８参照）との記述から、片側魚尾部を備えている。このため、高揚力舵の形状は、非対称である。燃料消費量の削減効果を図る内側フィンは、特許文献２の図１の符号１８、２０を参照すると、一軸二枚プロペラにおいて、プロペラ回転流が舵間を素通りし、回転エネルギーのロスが一舵船に比べ大きくなることから、このようなフィンが必要であった。
【０００４】
従来の一軸二舵システムとして特許文献３、４に開示された技術がある。特許文献３、４の技術は、共に大型船用であり、魚尾形状を舵後端に持つ高揚力舵が用いられるシステムである。特許文献３、４の技術では、内側フィンおよびプロペラボスキャップに複数枚のフィンが付加され、燃料消費量の削減が図られている。
なお、特許文献３の技術は、舵が吊り舵型である。一方、特許文献４の技術は、舵がマリナー型である。特許文献３、４では、このような舵型の違いがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−０６４５８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１９３１８７号公報
【特許文献３】特開２００３−２６０９６号公報
【特許文献４】特開２００７−３２６５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜４で使用する舵の水平断面形状は、舵後縁に魚尾部と称される外側に張り出した三角形状の張り出し部を設けていた。これにより、舵は、大きな舵力を出し、船舶の港内における着岸、離岸操船に必要な推力を二枚の舵における舵角の組合せで出している。しかしながら、航海中で舵角を取らない状態あるいは針路保持のために微小な当舵を取る状態においては、この舵後縁部に設けた三角形状の張り出し部により、前方から舵表面に沿って流れてくる流体に剥離現象が起こる。このため、この様な張り出し部を持たない従来の滑らかな後端形状を持つ通常舵に較べて非常に大きな舵抵抗が発生し、推進性能が悪化する要因となる。つまり、同一船速を出すための主機馬力が通常舵より大きくなり、燃料消費量が増加することになる。
【０００７】
つまり、一軸二舵システムは、港内にて、着岸、離岸時に必要な前後進の瞬時の切り替え、真横移動、その場での回頭といった優れた操船性能を発揮する。しかし、特許文献１〜４で使用される高揚力舵は、航海中の燃料消費量を犠牲にした技術と言える。
そこで、同程度の港内操船が可能な推力が船の全方位に対して出せ、かつ、航海中の燃料消費量が小さい舵形状、すなわち、航海中の燃料消費量が犠牲にならない優れた港内操船ができる舵が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、航海中の燃料消費量が犠牲にならずに優れた港内操船ができる一軸二舵システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一軸二舵システムは、一基のプロペラと、前記プロペラの後方に船体中心線から離れた位置に配置された二枚の舵と、を備えた一軸二舵システムであって、前記舵の水平断面において、舵先端と前記舵先端の反対に位置する舵後端とを前記舵の中央部を通って結ぶ線を舵中心線と定義し、前記舵中心線の所定点と前記所定点から舵輪郭に至る前記舵中心線と直交する直線を引いたときの前記舵輪郭に交差する交点との２点間の距離を前記所定点における舵幅と定義したとき、前記舵輪郭のうち二枚の前記舵の非対面側である外舷舵輪郭は、前記外舷舵輪郭の前縁部が円弧状またはこれに類する形状であり、前記前縁部からの前記舵幅が後方に向かって前記外舷舵輪郭を外方向に凸となる形状で増加して最大舵幅に達し、前記最大舵幅に達した前記舵幅が後方に向かって緩やかに減少しながら前記外舷舵輪郭を徐々に逆の曲率へと変化させて舵後端付近の点まで続き、前記舵後端付近の点から前記舵幅が後方に向かって増大せずに前記外舷舵輪郭を直線状またはこれに類する形状で前記舵後端まで続き、前記舵後端の前記舵幅が有限幅を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る一軸二舵システムによれば、航海中の推進性能の低下が抑えられ、且つ、停止時にほぼ近い港内操船において自由自在に操船可能な推力が船の全方位に対して与えられる。したがって、航海中の燃料消費量が犠牲にならずに優れた港内操船ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵型の概略構成をまとめて示す側面図であり、図２（ａ）が吊り舵型を示す図であり、図２（ｂ）がマリナー型を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの一例の概略構成をまとめて示す図であり、図３（ａ）が一軸二舵システムを示す背面図であり、図３（ｂ）が舵を図３（ａ）のＡ−Ａ断面で示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの他の例の概略構成をまとめて示す図であり、図４（ａ）が一軸二舵システムを示す背面図であり、図４（ｂ）が舵を図４（ａ）のＢ−Ｂ断面で示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの一例の舵を水平断面でまとめて示す説明図であり、図５（ａ）が後端偏倚量の最小、すなわち後端偏倚量が無い状態の舵を示す説明図あり、図５（ｂ）が後端偏倚量を設けた状態の舵を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの他の例の舵を水平断面でまとめて示す説明図であり、図６（ａ）が後端偏倚量の最小、すなわち後端偏倚量が無い状態の舵を示す説明図あり、図６（ｂ）が後端偏倚量を設けた状態の舵を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵における後端偏倚量の範囲を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの一例の舵における舵後端部を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの一例の舵における異なる舵後端部での舵の揚力計算結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの一例の舵における後端部の製造時の処理方法をまとめて示す説明図であり、図１０（ａ）が舵の全体形状を示す説明図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＣ部の一例である後端部を示す拡大図であり、図１０（ｃ）が図１０（ａ）のＣ部の他の例である後端部を示す拡大図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムのクラムシェル舵角で後進力が働く原理を従来技術と対比してまとめて示す図であり、図１１（ａ）が舵幅を後方に向かって単調に増加させて減少させる対称翼舵である通常の舵形状の場合を示す図であり、図１１（ｂ）が後端に魚尾部を有する従来の舵形状の場合を示す図であり、図１１（ｃ）が本発明の実施の形態１に係る舵形状の場合を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの航海中の舵の後端部で発生する剥離渦を従来技術と対比してまとめて示す図であり、図１２（ａ）が後端に魚尾部を有する従来の舵形状の場合を示す図であり、図１２（ｂ）が本発明の実施の形態１に係る舵形状の場合を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵について一軸一舵船での自航試験における舵抵抗を、通常翼型の左右対称舵と対比して示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵の形状を従来技術と対比させて示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵の要目を従来技術と対比させて示す相対比較図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵における船体が受けるクラムシェル舵角での後進力を従来技術と対比させて示すグラフである。
【図１７】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵における船体が受ける真横移動力を従来技術と対比させて示すグラフである。
【図１８】本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システムの舵における船の主機馬力への舵の形状の影響を従来技術と対比させて示すグラフである。
【図１９】本発明の実施の形態２に係る一軸二舵システムの舵を水平断面で示す説明図である。
【図２０】本発明の実施の形態２に係る一軸二舵システムの舵に対する自航時の舵前縁への流れをまとめて示す図であり、図２０（ａ）が舵前縁への流れ全体図であり、図２０（ｂ）が図２０（ａ）のＤ部の舵前縁近傍に働く流体力を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施の形態について説明する。なお、図面の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。また、各図において同一の符号を付したものは、同一のまたはこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。さらに、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１３】
実施の形態１．
［一軸二舵システムの全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の概略構成を示す図である。
図１に示すように、一軸二舵システム１０は、一基のプロペラ１１と、二枚の舵１、２と、を備える。
プロペラ１１は、一軸一枚のプロペラである。なお、図示はしないが、プロペラ１１は、二枚のプロペラを同軸の前後に配置してそれぞれのプロペラを逆方向に回す二重反転プロペラでもよい。
二枚の舵１、２は、プロペラ１１の後方に、船体中心線Ｃ１から離れた位置に並列して配置される。
なお、以下では、舵１、２を説明する場合に、船体中心線Ｃ１に対して進行方向左側の舵１を例に挙げて説明する。
【００１４】
［一軸二舵システム１０の舵型］
図２は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵型の概略構成をまとめて示す側面図であり、図２（ａ）が吊り舵型１０Ａを示す図であり、図２（ｂ）がマリナー型１０Ｂを示す図である。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態１の一軸二舵システム１０では、一軸二舵船の舵型は、小型船舶によく用いられる吊り舵型１０Ａでもよく、大型船舶によく用いられるマリナー型１０Ｂでもよく、舵型を問わず適用できる。すなわち、舵１は、吊り舵型１０Ａまたはマリナー型１０Ｂとして船舶に取り付けられている。吊り舵型１０Ａでは、舵１は、舵軸１２によって船体１３に取り付けられ、プロペラ１１の下流側に配置されている。マリナー型１０Ｂでは、舵１は、舵軸１２と船体１３に取り付けられたラダーホーン１４とによってプロペラ１１の下流側に配置されている。
また、実施の形態１の一軸二舵システム１０では、舵１を真横から見たときの形状が台形の舵あるいは矩形の舵などのように舵形状に依らずに適用できる。
【００１５】
［一軸二舵システム１０の舵１の端板］
図３は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の一例の概略構成をまとめて示す図であり、図３（ａ）が一軸二舵システム１０を示す背面図であり、図３（ｂ）が舵１を図３（ａ）のＡ−Ａ断面で示す説明図である。
図４は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の他の例の概略構成をまとめて示す図であり、図４（ａ）が一軸二舵システム１０を示す背面図であり、図４（ｂ）が舵１を図４（ａ）のＢ−Ｂ断面で示す説明図である。
舵１、２には、端板３が設けられている。すなわち、舵１、２の上端または下端のうち少なくとも一方に、舵１、２の外側または内側のうち少なくとも外側に飛び出した端板３を設けている。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、端板３は、舵１、２の上端および下端の両方に、舵１、２の外側のみに飛び出してもよい。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、端板３は、舵１、２の上端および下端の両方に、舵１、２の外側および内側の両方に飛び出してもよい。
なお、図３（ａ）、図４（ａ）に示す円形の一点鎖線は、プロペラ１１の外側端の軌跡を示している。また、一点鎖線の直径は、プロペラ直径Ｄを示している。
【００１６】
［一軸二舵システム１０の舵１］
図５は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の一例の舵１を水平断面でまとめて示す説明図であり、図５（ａ）が後端偏倚量の最小、すなわち偏倚量が無い状態の舵１を示す説明図あり、図５（ｂ）が後端偏倚量を設けた状態の舵１を示す説明図である。
図６は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の他の例の舵１を水平断面でまとめて示す説明図であり、図６（ａ）が後端偏倚量の最小、すなわち偏倚量が無い状態の舵１を示す説明図あり、図６（ｂ）が後端偏倚量を設けた状態の舵１を示す説明図である。
図５、図６に示すように、舵１の水平断面において、舵先端とこの舵先端の反対に位置する舵後端を舵１の中央部を通って結ぶ線を舵中心線Ｃ２と定義する。ここで、舵中心線Ｃ２は、直線、曲線、あるいは直線と曲線を組合せた線のいずれでもよい。舵中心線Ｃ２の所定点とこの所定点から舵輪郭に至る舵中心線Ｃ２と直交する直線を引いたときの舵輪郭に交差する交点との２点間の距離をこの所定点における舵幅と定義する。このとき、舵輪郭のうち二枚の舵１、２の非対面側を外舷舵輪郭と記す。外舷舵輪郭は、以下の形状を有している。
（１）外舷舵輪郭の前縁部ｅ１が円弧状またはこれに類する形状である。
（２）前縁部ｅ１の下流端Ｐ０からの舵幅が後方に向かって外舷舵輪郭を外方向に凸となる形状で増加して最大舵幅に達する増加部ｅ２を有する。また、最大舵幅の位置をＰ１とする。Ｐ１は、舵１が舵軸１２に支持された位置の前方、後方を問わない。
（３）Ｐ１で最大舵幅に達した舵幅が凸となる形状で後方に向かって緩やかに減少する減少部ｅ３を有する。舵幅が緩やかに減少しながら外舷舵輪郭を徐々に逆の曲率へと変曲点Ｐ２を経て凹となる形状で変化させて舵後端付近の点Ｐ３まで続く。減少部ｅ３は、最大舵幅の位置Ｐ１から変曲点Ｐ２までの範囲である。また、変曲点Ｐ２から舵後端付近の点Ｐ３までの範囲は、凹部ｅ４である。
（４）舵後端付近の点Ｐ３から舵幅が後方に向かって増大せずに外舷舵輪郭を直線状またはこれに類する形状で舵後端Ｐ４まで続く舵後端部ｅ５を有する。
（５）舵後端Ｐ４での舵幅が有限幅Ｗを有する。
（６）後端偏倚量（ｄｅ）は、図５（ａ）、図６（ａ）に示す舵中心線Ｃ２が直線で作られた舵の後半部を図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すような後半部を変形させた舵の後端と変形する前の後端との距離である。言い換えれば、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示す舵中心線Ｃ２の後半部が直線でない舵の後端と、それと舵の各位置における舵幅が同じとなり舵中心線Ｃ２が直線である舵の後端（仮想後端と記す）との距離を後端偏倚量（ｄｅ）とする。つまり、後端偏倚量（ｄｅ）は、舵中心線Ｃ２を船体中心線Ｃ１と平行な直線とした場合の仮想後端と、偏倚させた舵中心線Ｃ２の後端と、の間の距離である。
【００１７】
一方、舵輪郭のうち二枚の舵１、２の対面側である内舷舵輪郭は、特に規定されない。
図５に示すように、内舷舵輪郭は、外舷舵輪郭と同じ舵幅（舵中心線Ｃ２からの直交方向の最短距離）でもよい。また、図６に示すように、内舷舵輪郭は、単調に舵幅が増加し、単調に減少する通常舵の形状を採用したもののように外舷舵輪郭と異なってもよい。このように、内舷舵輪郭は、港内操船時の舵力発生には無関係なので、推進性能に悪影響を与えない形状であればどのような形状でも問題ない。
【００１８】
図５（ｂ）、図６（ｂ）の実線で示す舵１のように、舵中心線Ｃ２は、外舷舵輪郭が最大舵幅の位置から後方で外舷側に凹となる形状になるように、最大舵幅の位置Ｐ１から後方を外側に向かって偏倚させてもよい。
また、図５（ａ）、図６（ａ）の実線で示す舵のように、舵中心線Ｃ２は、最大舵幅の位置Ｐ１から後方を偏倚させなくてもよい。
ここで、図５（ａ）の実線で示す舵をＢ０舵１Ａと称する。また、図５（ｂ）の実線で示す舵をＢ１舵１Ｂと称する。
【００１９】
［後端偏倚量の範囲］
図７は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵１における後端偏倚量の範囲を示すグラフである。図７では、後端偏倚量（ｄｅ）を、舵先端から舵後端までの全長である舵コード長（ｃ）で除した比であるｄｅ／ｃを後端偏倚比（ｄｅ／ｃ）として横軸に示す。後端偏倚量（ｄｅ）の存在する舵の馬力ＢＨＰを後端偏倚量（ｄｅ）が０．０のＢ０舵の馬力ＢＨＰ（Ｂ０舵）で除した比である馬力比ＢＨＰ／ＢＨＰ（Ｂ０舵）を縦軸に示す。
このとき、後端偏倚量の範囲は、後端偏倚量（ｄｅ）を舵コード長（ｃ）で除した比である後端偏倚比（ｄｅ／ｃ）が、０．０≦ｄｅ／ｃ≦０．１５の範囲を満たすようにする。
ここで、舵コード長（ｃ）は、後述で用いる図８に示すような舵先端から舵後端までの全長である。
【００２０】
Ｂ０舵１Ａは、後端偏倚比（ｄｅ／ｃ）が０．０である。Ｂ１舵１Ｂは、後端偏倚比（ｄｅ／ｃ）が０．０８である。後述で用いる図１６、図１７より、クラムシェル舵角での後進力と真横移動力との流体力は、Ｂ０舵１ＡとＢ１舵１Ｂとを対比すると、後端偏倚量が大きい程大きく船体に与える。しかし、後述で用いる図１８に示す船の馬力は、Ｂ０舵１ＡとＢ１舵１Ｂとを対比すると、１対１．００６という比になって０．６％の差があり、後端偏倚量が大きいと悪くなる傾向がある。
図７には、Ｂ０舵、Ｂ１舵１Ｂの馬力ＢＨＰを、Ｂ０舵１Ａの馬力ＢＨＰ（Ｂ０舵）を基準として示す。舵１の後端偏倚量の変化がそれ程大きくない場合には、後端偏倚量による船の馬力変化は、プロットした点を線形補間したほぼ図中の実線の直線に沿って動くと考えてよい。船の馬力増は、近年の省エネルギー化傾向に鑑みると、１％程度の悪化でも問題となる場合が多い。この観点に鑑みると、Ｂ１舵１ＢのＢ０舵１Ａに対する馬力増加量の２倍とした１．２％増が推進性能面から考慮される性能劣化の上限と考えられる。そのため、後端偏倚比（ｄｅ／ｃ）の上限は、図７のＢ０舵１Ａに対する馬力増加量が１．２％増加する値である１．０１２に基づき、０．１５と規定される。これにより、後端偏倚比（ｄｅ／ｃ）が０．０≦ｄｅ／ｃ≦０．１５の範囲に規定される。
【００２１】
［舵後端部の範囲］
図８は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の一例の舵１における舵後端部ｅ５を示す説明図である。
図８に示すように、外舷舵輪郭において、後半部の舵後端付近の点Ｐ３から舵後端Ｐ４までの舵後端部ｅ５である直線部を舵後端部長（ｄｓ）と定義する。
このとき、舵後端付近の点Ｐ３から舵後端Ｐ４までの舵後端部ｅ５の範囲は、舵後端部長（ｄｓ）を舵コード長（ｃ）で除した比である舵後端部長比（ｄｓ／ｃ）が、３％≦ｄｓ／ｃ≦１２％の範囲を満たすようにする。
なお、図５に示すＢ０舵１ＡおよびＢ１舵１Ｂでは、舵後端部長比（ｄｓ／ｃ）は５％である。
【００２２】
図９は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の一例の舵１における異なる舵後端部ｅ５での舵１の揚力計算結果を示すグラフである。
舵後端部長比（ｄｓ／ｃ）が５％のＢ０舵１Ａと同様に、舵後端部長比（ｄｓ／ｃ）が０％の舵（Ｂ０−０舵）を作成した。また、舵後端部長比（ｄｓ／ｃ）が１０％の舵（Ｂ０−１０舵）を作成した。また、ここでは、Ｂ０舵１Ａを舵後端部長比（ｄｓ／ｃ）が５％の舵（Ｂ０−５舵）と称する。そして、ある迎角を持った一様流がそれぞれの舵１に当たる場合の揚力をＣＦＤ計算で求めた。舵１の一様流が当る側の舵表面の流れは、後半部の凹面形状部（凹部ｅ４）において凸面形状を有する通常翼型より流速が大きく低下するだけでなく、その後に続く舵後端部分の直線部（舵後端部ｅ５）との不連続な境界にさしかかると不連続点とその後の直線部の影響で流れの向きが強制的に偏向され、流速は更に低下する。流速が低下すると流体圧力が上昇し舵表面を押す力が大きくなるため、舵力（すなわち揚力）は増大する。これが、舵後端部分に直線部（舵後端部ｅ５）を設けた理由である。この計算の目的は、直線部（舵後端部ｅ５）の長さと舵力（揚力）の関係を明確にしてその有効性を評価することにある。
【００２３】
図９に揚力係数とその比率の計算結果を示す。図中、Ｂ０−５舵はＢ０舵１Ａを示している。直線部（舵後端部ｅ５）の無いＢ０−０舵の揚力を基準にすると、直線部（舵後端部ｅ５）が５％のＢ０−５舵は、揚力が４％増となっている。直線部（舵後端部ｅ５）が１０％のＢ０−１０舵は、揚力が５％増となっている。この結果から、Ｂ０−５舵およびＢ０−１０舵の直線部（舵後端部ｅ５）は、同程度の効果を舵に与える。したがって、港内操船の大舵角時でも、この二種の舵は同等の流体力を船に与えられる。有効な直線部（舵後端部ｅ５）の長さの範囲は、Ｂ０−０舵からの揚力増加分がＢ０−５舵の７０％となる長さを下限と考えると、その長さは、舵コード長（ｃ）の３％と算出される。これは、横軸を直線部（舵後端部ｅ５）／舵コード長（ｃ）とし、縦軸を揚力係数／Ｂ０−０舵の揚力係数としたグラフにて、上記３種の舵を二次式近似して求められる。上限については、直線部（舵後端部ｅ５）の長さが１０％を超えても揚力比は多少上昇する。しかし、舵製作時の構造強度の問題から、１０％を大きく上回ることが難しいため、１２％を上限と規定した。
【００２４】
［舵後端の処理］
図１０は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の一例の舵１における舵後端部ｅ５の製造時の処理方法をまとめて示す説明図であり、図１０（ａ）が舵１の全体形状を示す説明図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＣ部の一例である舵後端部ｅ５を示す拡大図であり、図１０（ｃ）が図１０（ａ）のＣ部の他の例である舵後端部ｅ５を示す拡大図である。
図１０（ｂ）、（ｃ）に拡大して示すように、舵後端での舵幅は、少なくとも外舷舵輪郭の有限幅Ｗを有する。舵後端の製造時の処理は、図１０（ｂ）のように舵板４と角柱５とを溶接してもよい。また、舵後端の製造時の処理は、図１０（ｃ）のように舵板４と円柱６とを溶接してもよい。つまり、舵後端の製造手段（工作法）は選ばない。
【００２５】
［実施の形態１の作用］
［港内操船に必要な流体力発生作用］
まず、港内操船に必要な流体力発生に関して述べる。
一軸二舵船では、一軸一舵船では不可能な操船法がある。
一つ目は、プロペラ１１を船が前進方向に進む回転方向のまま、二つの舵１、２が外側に開かれることで、舵角が９０度近傍になる角度から、船体１３に後進力が与えられる。
二つ目は、舵１、２のうち、一方の舵角が１００度程開かれ、もう片方の舵角が７０度近傍まで開かれると、船体１３に働く前後力がゼロとなり、横力のみが発生する。横力は、船尾部にある舵１、２で発生するため、船体１３には回頭モーメントが働く。しかし、船体船首部付近に横推力発生機（バウスラスタ）が設けられて作動することで、回頭モーメントが消え、船は真横に移動する。これによって、着岸、離岸が他の装置に比べてスムーズで迅速な港内操船ができる。
【００２６】
上記二つの操船を可能にするためには、一つ目の操船に必要な流体力が発生できれば、二つ目の港内操船が可能な流体力が発生できる。なぜなら、二つの操船に必要な流体力は、舵後端付近で舵前方から来る流体の流れを大きく変えることが可能かどうかにかかっているからである。
したがって、一つ目の操船時の舵流れについて、次に説明する。
【００２７】
図１１は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０のクラムシェル舵角で後進力が働く原理を従来技術と対比してまとめて示す図であり、図１１（ａ）が舵幅を後方に向かって単調に増加させて減少させる対称翼舵である通常の舵１０１の形状の場合を示す図であり、図１１（ｂ）が後端に魚尾部を有する従来の舵１０２の形状の場合を示す図であり、図１１（ｃ）が本発明の実施の形態１に係る舵１の形状の場合を示す図である。
図１１（ａ）〜（ｃ）では、舵角９０度で二枚の舵１、２が左右に開かれた状態の舵表面付近の流れが示されている。図１１（ａ）〜（ｃ）では、船体中心線Ｃ１より左側のみを表している。
【００２８】
図１１（ａ）に示す通常舵１０１では、舵後半部は、舵幅が単調に減少して行くため、舵表面に近傍の流れの向きを変化させることができない。このため、後進力は、発生しない。９０度以上の舵角にした場合でも、後進力は、微小である。このため、港内操船を目的とした一軸二舵船用舵には向かない。
【００２９】
図１１（ｂ）に示す特許文献１〜４の従来技術の舵１０２では、後端部に魚尾部が形成されているために窪みができる。舵表面の流れは、その窪みで流速が落ち、流体圧力が高くなる、いわゆる、よどみ領域Ｒができる。この圧力が高いよどみ領域Ｒは、流体の流れの向きを前方へと押し出す働きがある。この効果と後端部の魚尾部の傾きの効果とが相乗して、舵後端付近で流れが大きく前方へ向かわせられる。このため、船が前進する推力を発生するプロペラ回転においても、船を後進させる流体力が発生させられる。
【００３０】
図１１（ｃ）に示す実施の形態１に係る舵１では、舵後半部の舵形状は、前方に向かって凸形状から凹形状へと変わり、舵後端ではほぼ平行な直線部（舵後端部ｅ５）が存在する。舵表面を流れてきた流体は、凹形状の凹面で流速が低下し、滑らかな凹面と不連続に繋がる直線部に差し掛かると、不連続点の効果で流れが急激に遅くなり、よどみ領域Ｒができる。よどみ領域Ｒは、上述の通り流れを前方に押し出す効果がある。さらに、舵後半部は、緩やかではあるが前方に凹形状であるため、流れを前方に偏向する効果があり、よどみ領域Ｒとの相乗効果で流れをより前方に押し出すことになる。
【００３１】
［推進性能の改善作用］
図１２は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の航海中の舵１の後端部で発生する剥離渦を従来技術と対比してまとめて示す図であり、図１２（ａ）が後端に魚尾部を有する従来の舵１０２の形状の場合を示す図であり、図１２（ｂ）が本発明の実施の形態１に係る舵１の形状の場合を示す図である。
舵抵抗の大小は、船の推進性能に影響し、馬力増の大きな要因である。
図１２（ａ）に示す特許文献１〜４の従来技術の舵１０２では、舵後端の魚尾部が突出して舵後端が下流側に広がりを持つ幅になっている。このため、舵前方からの流れが剥離を起こし、舵後端の下流側にて大きな渦が発生し、舵抵抗が大きくなる。
一方、図１２（ｂ）に示す実施の形態１に係る舵１では、船の航海中にあっては、舵抵抗が最も小さくなる舵角に設定される。舵１の後端は、少なくとも舵後端の外舷舵輪郭の舵幅として有限幅Ｗを有している。しかし、舵１は前方から滑らかに形状が変化し、且つ、舵後端部ｅ５は下流側に広がりを持たないため、流れは舵後端で広がることはない。また、図５（ｂ）に示す舵の内舷舵輪郭の舵幅は、外舷舵輪郭と同じため、内舷舵表面に沿う流れも外舷舵表面と同様に舵後端では広がらない。図６（ｂ）に示す舵の内舷舵輪郭は、単調に増減する通常翼形状のため、舵後端で流れが広がることはない。したがって、内舷舵輪郭を適切に選ぶことで舵１の後端下流側に発生する渦は小さいものとなるため、舵抵抗は通常の翼型を持つ舵とほぼ同じになる。
【００３２】
上記のように、実施の形態１に係る舵の抵抗増加が通常の翼型を持つ舵とほぼ同じであることを確認するため、一軸一舵船の自航試験を行った。一軸一舵船の自航試験は、舵幅が後方に向かって単調に増加して減少する通常翼型の左右対称舵と、実施の形態１に係る外舷舵輪郭の舵形状を使用した左右対称舵（図５（ａ）と同形状舵）と、を作成して行った。
図１３は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵１について一軸一舵船での自航試験における舵抵抗を、通常翼型の左右対称舵と対比して示す図である。
図１３には、一軸一舵船の自航試験を行い計測された舵抵抗を比較し、結果を示したものである。実施の形態１に係る舵１の舵抵抗は、通常舵と同等かそれ以下となり、船舶の推進性能が劣化しないと分かった。
【００３３】
［実施の形態１の検証］
［港内操船に必要な流体力の検証］
発明者らは、船体１３がプロペラ回転方向を変更することなく後進したり、真横移動したりするための船体１３に働く流体力を実験によって確認した。港内操船性能が重要視される内航船の模型船に一軸二舵システム１０を搭載した。そして、検証する後進力は、模型船が停止状態でプロペラ１１を前進方向の推進力を出す回転方向に回したままで、双方の舵における舵角を外舷側に１０５度開き、この状態で船体１３が受ける後進力を計測した。また、検証する真横移動力は、右舷舵を外舷側に１０５度開き、左舷舵を外舷側６５度〜７０度の範囲で前進力が発生しない角度に開き、この状態で真横移動力を計測した。この時、舵の上端と下端には外側に張り出した端板３を取り付け従来技術と比較できるようにした。船体１３の推進装置は、プロペラ１１を同軸上に二枚前後に配置し、それぞれ逆方向に回すことで省エネルギー化を図る二重反転プロペラと呼ばれる装置を使用した。
【００３４】
図１４は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵の形状を従来技術と対比させて示す説明図である。
図１５は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵の要目を従来技術と対比させて示す相対比較図である。
実験に用いた舵は以下の四種類である。
図１４には、四種類の舵の形状が示されている。図１５には、四種類の舵における各舵の要目がＡ０舵１０２Ａの寸法を基準にして相対比較して示されている。
Ａ０舵１０２Ａ：特許文献１〜４の従来技術の舵形状であり、標準サイズの二舵システム
Ａ１舵１０２Ｂ：特許文献１〜４の従来技術の舵形状であるが、Ａ０舵１０２Ａより短い舵コード長（ｃ）を持つ舵の二舵システム
Ｂ０舵１Ａ：実施の形態１に係る舵形状であり、後端偏倚量がゼロ（ｄｅ／ｃ＝０）、舵コード長（ｃ）をＡ０舵１０２ＡとＡ１舵１０２Ｂとの中間の長さに設定した舵を使用した二舵システム
Ｂ１舵１Ｂ：実施の形態１に係る舵形状であり、後端偏倚量を有しており、後端偏倚比ｄｅ／ｃ＝０．０８であり、舵コード長（ｃ）はＢ０舵１Ａと同じ長さに設定した舵を使用した二舵システム
なお、Ｂ０舵１ＡおよびＢ１舵１Ｂの舵後端部ｅ５である直線部の長さは、舵コード長（ｃ）の５％に設定している。
【００３５】
図１６は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵における船体１３が受けるクラムシェル舵角での後進力を従来技術と対比させて示すグラフである。
図１７は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵における船体１３が受ける真横移動力を従来技術と対比させて示すグラフである。
図１６、図１７では、横軸は、舵全開幅比、すなわち、左右の舵を舵角９０度で外側に開いた時の一方の舵後端から他方の舵後端までの距離をＡ０舵１０２Ａのその状態の距離で除した比である。縦軸は、船体１３が受ける流体力をプロペラ１１が発生する推力で除した比をパーセント表示したものである。
また、Ａ１舵１０２Ｂについて図中の横軸０．７４９の位置にプロットされた値は、Ａ１舵１０２Ｂが他の舵と較べ舵高さが小さいため、その影響の修正として流体力に他の舵における舵高さとの比、すなわち、１／０．８６５＝１．１５６を乗じたものを示している。
【００３６】
図１６、図１７に示すように、図中でＡ０舵１０２ＡとＡ１舵１０２Ｂとを結んだ破線は、破線上に相当する舵全幅を持つ特許文献１〜４の従来技術の舵形状の舵が発生する流体力に当たる。
Ｂ０舵１Ａは、図１６のようにクラムシェル舵角での後進力が破線よりやや上方にあり、図１７のように真横移動力が破線よりやや下方にある。このことから、従来技術で同じ舵全開幅を持つ舵と同等の流体力を発生していることになる。Ｂ１舵１Ｂは、図１６のようにクラムシェル舵角での後進力が破線およびＢ０舵１Ａよりも上方にあり、図１７のように真横移動力がＢ０舵１Ａとは反対に破線より上方にある。このように、Ｂ１舵１Ｂは、従来技術より大きな流体力が発生している。このことから、Ｂ０舵１Ａ、Ｂ１舵１Ｂは、従来技術の舵と同等あるいはそれ以上の流体力を発生する優れた舵である。そのため、これらＢ０舵１Ａ、Ｂ１舵１Ｂを装備した船の港内操船性能は、従来技術の舵を装備した船より向上することになる。
【００３７】
［推進性能の検証］
発明者らは、Ａ０舵１０２Ａ、Ａ１舵１０２Ｂ、Ｂ０舵１Ａ、Ｂ１舵１Ｂを上述の模型船に装備し、推進性能試験を行い、実船相当の主機馬力を算出して比較した。実験に当たっては、各々の舵について推進性能が最良となる最適舵角を調査し、その状態で試験を実施した。Ｂ０舵１Ａ、Ｂ１舵１Ｂは、二枚の舵１、２の後端を船体中心側に振るように舵角を３度〜５度切った状態だった。この状態を一般にテーインボードと呼ぶ。Ａ０舵１０２Ａ、Ａ１舵１０２Ｂについても最適舵角を調査したが、推進性能は初期にセットされた舵角０度時と有意な差はなかった。
【００３８】
図１８は、本発明の実施の形態１に係る一軸二舵システム１０の舵における船の主機馬力に及ぼす舵形状の影響を従来技術と対比させて示すグラフである。
図１８では、推定した主機馬力がＡ０舵１０２Ａの馬力を基準にして主機馬力比として示されている。Ａ１舵１０２Ｂは、Ａ０舵１０２Ａと同形状の断面を持つが大きさが小さいため、主機馬力比が０．９８９となって１．１％馬力減となった。Ｂ０舵１Ａ、Ｂ１舵１Ｂは、Ａ０舵１０２ＡとＡ１舵１０２Ｂとの中間の大きさにもかかわらず、主機馬力比がそれぞれ０．９５３、０．９５９となってこれらＡ０舵１０２ＡおよびＡ１舵１０２Ｂより小さくなり、Ａ０舵１０２Ａよりそれぞれ４．７％、４．１％馬力減となった。これにより、本発明の実施の形態１に係る舵形状は、同一船速で航海するに必要な主機馬力を低減でき、推進性能が従来技術の舵形状より良いことを表している。
【００３９】
［船の推進装置について］
上述の実験結果は、二重反転プロペラを推進器の模型船を使用して計測した結果ではあるが、通常の一枚プロペラを有した船に対しても有効である。
クラムシェル舵角での後進力、真横移動力は、プロペラ１１によって増速された船体長手方向、すなわち船体中心線Ｃ１に平行な流れが舵表面に当たって偏向されることで発生する。このため、プロペラ後流に後出される旋回流の回転方向における流体運動の影響は、二次的な問題であり結果に対する影響は微小である。ここで、二次的に影響は微小であると述べた理由は、船の舵力と操船性を取り扱う船舶操縦性能分野では、舵力の推定に船体長手方向、すなわち船体中心線Ｃ１に平行な方向の流体速度成分のみを考慮して実用上全く問題ない舵力を得ているからである。
【００４０】
推進性能に関しては、二重反転プロペラと通常の一枚プロペラでは、回転流の有無で船としての推進効率が大きく異なり、二重反転プロペラの方が格段に良いことはよく知られている。一枚プロペラによって後出される旋回流の大部分は、二舵の間を素通りする。その結果、旋回流エネルギーのロスが発生する。しかし、旋回流エネルギーのロスが舵断面形状の違いによってそのロス分が大きく変化することはなく、上記した推進性能の改善効果の結果に影響しない。したがって、図１２（ｂ）に示すように舵後端での流れの剥離が小さく舵抵抗が小さい本発明の実施の形態１に係る舵形状の優位性は、変わらない。
【００４１】
［実施の形態１の効果］
実施の形態１によれば、一軸二舵システム１０は、一基のプロペラ１１を備えている。一軸二舵システム１０は、プロペラ１１の後方に船体中心線Ｃ１から離れた位置に配置された二枚の舵１、２を備えている。舵１の水平断面において、舵先端と舵先端の反対に位置する舵後端Ｐ４とを舵１、２の中央部を通って結ぶ線を舵中心線Ｃ２と定義する。舵中心線Ｃ２の所定点とこの所定点から舵輪郭に至る舵中心線Ｃ２と直交する直線を引いたときの舵輪郭に交差する交点との２点間の距離をこの所定点における舵幅と定義する。このとき、舵輪郭のうち二枚の舵１、２の非対面側である外舷舵輪郭は、以下のように特定される。外舷舵輪郭の前縁部ｅ１が円弧状またはこれに類する形状である。前縁部ｅ１からの舵幅が後方に向かって外舷舵輪郭を外方向に凸となる形状で増加して最大舵幅に達する。最大舵幅に達した舵幅が後方に向かって緩やかに減少しながら外舷舵輪郭を徐々に逆の曲率へと変化させて舵後端付近の点Ｐ３まで続く。舵後端付近の点Ｐ３から舵幅が後方に向かって増大せずに外舷舵輪郭を直線状またはこれに類する形状で舵後端Ｐ４まで続く。舵後端Ｐ４の舵幅が有限幅Ｗを有する。
この構成によれば、航海中の推進性能の低下が抑えられ、且つ、停止時にほぼ近い港内操船において自由自在に操船可能な推力が船体１３の全方位に対して与えられる。したがって、航海中の燃料消費量が犠牲にならずに優れた港内操船ができる。
【００４２】
舵中心線Ｃ２は、外舷舵輪郭が最大舵幅の位置Ｐ１から後方で外方向に凹となる形状になるように、最大舵幅の位置Ｐ１から後方を外側に向かって偏倚させている。
この構成によれば、クラムシェル舵角での後進力と真横移動力とは、後端偏倚量が大きい程大きく船体１３に与えられる。
【００４３】
舵中心線Ｃ２を持つ舵と同じ舵幅で構成された舵輪郭を持った舵中心線Ｃ２を直線とした仮想の舵の後端と、舵中心線Ｃ２を持つ舵の後端と、の間の後端偏倚量の範囲は、後端偏倚量（ｄｅ）を舵コード長（ｃ）で除した比である後端偏倚比（ｄｅ／ｃ）が、０．０≦ｄｅ／ｃ≦０．１５の範囲を満たしている。
この構成によれば、後端偏倚量の範囲は、クラムシェル舵角での後進力と真横移動力とが最低限船体１３に与えられる下限から、後端偏倚量が大きくて流体力が大きく船体１３に与えられるが馬力増加量が推進性能面から性能劣化する上限までの範囲に規定できる。
【００４４】
舵後端付近の点Ｐ３から舵後端Ｐ４までの舵後端部ｅ５の範囲は、舵後端部長（ｄｓ）を舵コード長（ｃ）で除した比である舵後端部長比（ｄｓ／ｃ）が、３％≦ｄｓ／ｃ≦１２％の範囲を満たしている。
この構成によれば、舵後端部ｅ５の範囲は、少なくとも揚力増加が得られる下限から、舵製作時の構造強度の問題から制限される上限までの範囲に規定できる。
【００４５】
舵１の上端または下端のうち少なくとも一方に、舵１の外側または内側のうち少なくとも外側に飛び出した端板３を設けている。
この構成によれば、操舵性能が向上できる。
【００４６】
舵１は、吊り舵型１０Ａまたはマリナー型１０Ｂとして船舶に取り付けられている。
この構成によれば、舵１が従来からのシステムに適用できる。
【００４７】
実施の形態２．
実施の形態２では、その特徴部分のみを説明し、その他の実施の形態１と同様な構成の説明は省略する。
本発明の実施の形態１に係る舵形状を用いた一軸二舵船は、実施の形態１で述べたように二枚の舵１、２の舵角を３度〜５度のテールインボードにした状態が推進性能のために最も良好だった。つまり、テールインボード状態で舵抵抗が最小になったためである。しかし、舵抵抗を増加させる要因は、図１２を用いて説明した舵後端部での流れの剥離の大小の他に、舵１、２に流れ込む流れが舵前縁付近に対して流入角を持った場合に舵前縁付近で発生する揚力、いわゆる前縁揚力の船体中心線Ｃ１に平行な船体長手方向成分がある。これが船体後方の向きに働けば舵抵抗が増加し、船体前方に働けば推進力となって舵抵抗が減少する。そのため、舵後端部の流れの剥離を最小にする最適舵角以外を選んだ場合に、舵前縁部の揚力による成分が最小になることがある。そこで、実施の形態２では、舵前縁部への流入角を揚力による舵抵抗成分を最小にするか、あるいは向きを前方に変えて推進力とするために、舵前縁部付近の舵形状を変える。
【００４８】
［一軸二舵システムの舵］
図１９は、本発明の実施の形態２に係る一軸二舵システム１０の舵１Ｃを水平断面で示す説明図である。
図２０は、本発明の実施の形態２に係る一軸二舵システム１０の舵１Ｃに対する自航時の舵前縁への流れをまとめて示す図であり、図２０（ａ）が舵前縁への流れ全体図であり、図２０（ｂ）が図２０（ａ）のＤ部の舵前縁近傍に働く流体力を示す説明図である。
図１９には、実線で示すＢ２舵１Ｃとして、破線で示すＢ０舵１Ａの最大幅位置Ｐ１より前方にある舵形状の舵中心線Ｃ２を舵後半部と逆に偏倚させた舵形状が示されている。舵前縁における舵中心線Ｃ２の偏倚量を先端偏倚量（ｄｆ）と定義する。Ｂ２舵１Ｃの舵後半部は、Ｂ１舵１Ｂと同様である。図２０（ａ）には、プロペラ１１の後方に置かれた舵１Ｃの前縁付近に流れ込む流れの全体が示されている。図２０（ａ）には、破線で示すＢ１舵１Ｂと実線で示す前半部を変更したＢ２舵１Ｃとが示されている。図２０（ｂ）には、図２０（ａ）のＤ部の舵前縁付近を拡大したものが示されている。
【００４９】
Ｂ１舵１Ｂで最適舵角を決定したとしても、船体中心線Ｃ１から外れた位置に設置されている一軸二舵システム１０の舵前縁に流入する流れの向きは、船尾形状の影響を受けて船型によって変わる。船前縁への流れが舵１Ｂの内側に当たる場合を想定する。図２０（ｂ）に示すように、Ｂ１舵１Ｂの舵中心線Ｃ２の延長線ｌ１と流入速との角度は、Ｂ１舵１Ｂへの流入角α１である。Ｂ２舵１Ｃの舵中心線Ｃ２の延長線ｌ２と流入速との角度は、Ｂ２舵１Ｃへの流入角α２となる。流入角α１と流入角α２とは、流入速に対して相対的に逆側となり、Ｂ１舵１Ｂでは舵内側に流れが当たり、Ｂ２舵１Ｃでは舵外側に流れが当たる。この時、Ｂ１舵１Ｂの破線で示す揚力Ｌ１は、流れと垂直で舵１Ｂの外側の向きに生じ、その船体中心線Ｃ１に沿った長手方向成分Ｄ１は、後方への引っ張り力となって舵抵抗となる。
しかし、Ｂ２舵１Ｃは、Ｂ１舵１Ｂの前半部分を偏倚させることで、流入角α２が流入角α１とは流入速に対して逆側となるため、舵１Ｃに内向きかつ進行方向に成分を持つ実線で示す揚力Ｌ２が生じる。揚力Ｌ２の船体中心線Ｃ１に平行な船体長手方向成分は、前方への引っ張り力となって推力Ｔ２となる。
すなわち、舵前半部を適切に内側へ偏倚させることで、舵抵抗が減少させられる。
【００５０】
［実施の形態２の効果］
実施の形態２によれば、舵中心線Ｃ２は、外舷舵輪郭が最大舵幅の位置Ｐ１から前方で二枚の舵１、２の対面側である内側に向かうように、最大舵幅の位置Ｐ１から前方を内側に向かって偏倚させている。
この構成によれば、船体１３から下流へ船体中心線Ｃ１の方向に傾いて舵前縁への流入する流れが舵１Ｃの外側に当たり、舵１Ｃに内向きかつ進行方向成分を持つ揚力が生じ、推進力となる。これにより、舵抵抗が減少させられる。
【００５１】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５２】
１  舵、１Ａ  Ｂ０舵、１Ｂ  Ｂ１舵、１Ｃ  Ｂ２舵、２  舵、３  端板、４  舵板、５  角柱、６  円柱、１０  一軸二舵システム、１０Ａ  吊り舵型、１０Ｂ  マリナー型、１１  プロペラ、１２  舵軸、１３  船体、１４  ラダーホーン、１０１  舵、１０２  舵、１０２Ａ  Ａ０舵、１０２Ｂ  Ａ１舵。
【図１】
2018079879.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月21日(2017.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一軸二舵システムは、一基のプロペラと、前記プロペラの後方に船体中心線から離れた位置に配置された二枚の舵と、を備えた一軸二舵システムであって、前記舵の水平断面において、舵先端と前記舵先端の反対に位置する舵後端とを前記舵の中央部を通って結ぶ線を舵中心線と定義し、前記舵中心線の所定点と前記所定点から舵輪郭に至る前記舵中心線と直交する直線を引いたときの前記舵輪郭に交差する交点との２点間の距離を前記所定点における舵幅と定義したとき、前記舵輪郭のうち二枚の前記舵の非対面側である外舷舵輪郭は、前記外舷舵輪郭の前縁部が円弧状であり、前記前縁部からの前記舵幅が後方に向かって前記外舷舵輪郭を外方向に凸となる形状で増加して最大舵幅に達し、前記最大舵幅に達した前記舵幅が後方に向かって緩やかに減少しながら前記外舷舵輪郭を徐々に逆の曲率へと変化させて舵後端付近の点まで続き、前記舵後端付近の点から前記舵幅が後方に向かって増大せずに前記外舷舵輪郭を直線状で前記舵後端まで続き、前記舵後端の前記舵幅が有限幅を有し、前記舵中心線は、前記外舷舵輪郭が前記最大舵幅の位置から前方で二枚の前記舵の対面側である内側に向かうように、前記最大舵幅の位置から前方を前記内側に向かって偏倚させたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一基のプロペラと、前記プロペラの後方に船体中心線から離れた位置に配置された二枚の舵と、を備えた一軸二舵システムであって、
前記舵の水平断面において、舵先端と前記舵先端の反対に位置する舵後端とを前記舵の中央部を通って結ぶ線を舵中心線と定義し、前記舵中心線の所定点と前記所定点から舵輪郭に至る前記舵中心線と直交する直線を引いたときの前記舵輪郭に交差する交点との２点間の距離を前記所定点における舵幅と定義したとき、
前記舵輪郭のうち二枚の前記舵の非対面側である外舷舵輪郭は、
前記外舷舵輪郭の前縁部が円弧状であり、
前記前縁部からの前記舵幅が後方に向かって前記外舷舵輪郭を外方向に凸となる形状で増加して最大舵幅に達し、
前記最大舵幅に達した前記舵幅が後方に向かって緩やかに減少しながら前記外舷舵輪郭を徐々に逆の曲率へと変化させて舵後端付近の点まで続き、
前記舵後端付近の点から前記舵幅が後方に向かって増大せずに前記外舷舵輪郭を直線状で前記舵後端まで続き、
前記舵後端の前記舵幅が有限幅を有し、
前記舵中心線は、前記外舷舵輪郭が前記最大舵幅の位置から前方で二枚の前記舵の対面側である内側に向かうように、前記最大舵幅の位置から前方を前記内側に向かって偏倚させた一軸二舵システム。
【請求項２】
前記有限幅を有する直線状の部分の前記舵後端は、二枚の舵板を接合した柱部を有し、
前記柱部は、角柱または円柱である請求項１に記載の一軸二舵システム。
【請求項３】
前記舵中心線は、前記外舷舵輪郭が前記最大舵幅の位置から後方で外方向に凹となる形状になるように、前記最大舵幅の位置から後方を外側に向かって偏倚させた請求項１または２に記載の一軸二舵システム。
【請求項４】
前記舵中心線を持つ前記舵と同じ舵幅で構成された舵輪郭を持った舵中心線を直線とした仮想の舵の後端と、前記舵中心線を持つ前記舵の後端と、の間の後端偏倚量の範囲は、前記後端偏倚量（ｄｅ）を舵コード長（ｃ）で除した比であるｄｅ／ｃが、０．０≦ｄｅ／ｃ≦０．１５の範囲を満たす請求項３に記載の一軸二舵システム。
【請求項５】
前記舵の上端または下端のうち少なくとも一方に、前記舵の前記外側または前記内側のうち少なくとも前記外側に飛び出した端板を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の一軸二舵システム。
【請求項６】
前記舵は、吊り舵型またはマリナー型として船舶に取り付けられた請求項１〜５のいずれか１項に記載の一軸二舵システム。