(57)【要約】      （修正有）【課題】過剰な舵力や、後進時の進路不安定を生じることがなく、海中に在るフラップのリンク機構による推進効率の低下やキャビテーションおよび電気腐蝕を防ぐことができるフラップ舵を提供する。【解決手段】外板３１と舵取機甲板３２間に設置した舵ホルダー３で内包したクラウン２に舵１を垂下し、一対の回転体とし、舵ホルダー３とクラウン２の間に旋回軸受４ａ・４ｂを配装し、舵ホルダー３で、フラップ舵１・クラウン２を回動自在に保持する。クラウン２の頂板２ｃ上に、フラップ駆動機２０を設置し、この駆動機２０とフラップ１ｂの頂部をフラップ駆動軸５で連結し、フラップ１ｂを主舵１ａに対し±３５°〜±４０°の範囲で回動出来るようにする。上部旋回軸受４ａの上部位置におけるクラウン２に、歯車付き円環９を巻着固定し、この円環と舵取機甲板３２に設置した舵取機２１とを接続し、フラップ舵１・クラウン２を３６０°回動出来るようにする。【選択図】図１
2012196977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外板と、その直上の舵取機甲板の間に設置された舵ホルダーに内包され、且つ、主舵とフラップ駆動軸及びその付属金物の包含を可能とする、外筒とその底板及び頂板とによって構成されたクラウンに、主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して構成されたフラップ舵を垂下し、この両者の回動中心軸を同一線上に置いて結合し、一対の回転体に形成し、一方、「外筒と内筒と底板及び頂板によって構成された記首の舵ホルダーと、クラウンとの間に空環を作り出し、この空環の上部と下部に旋回軸受を配装し、前述の如く、一対の回転体に形成されたフラップ舵・クラウンを、この旋回軸受を介して、舵ホルダーで回動自在に保持せしめ、」フラップの回動に関し、クラウンの頂板上にフラップ駆動機を設置し、この駆動機と、フラップの頂部とを、ヒンジの軸中心線上に配設されたフラップ駆動軸で連結し、フラップ駆動機により、フラップを主舵に対して±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動可能と成し、一方、フラップ舵・クラウンの回動に関し、上部旋回軸受の上部位置におけるクラウンに、歯車付円環を巻着固定し、この円環と、舵取機甲板上に設置した舵取機とを接続し、舵取機によりフラップ舵・クラウンを３６０°自在に回動可能としたことを特徴とするフラップ舵の舵装置。
（注、「……」は既特許出願”船舶の舵装置”出願（申請）番号特願２０１０−２７７４４５から引用したものでである。）
【請求項２】
請求項１のフラップ舵のフラップの構造に関し、フラップの高さ方向を複数個に分割し、し、分割した夫々のフラップの両端を、主舵に回動自在にヒンジで結合し、隣り合うフラップには継手ピースを差し渡し、そのピースの片方はフラップに固着結合し、他方はフラップに接触接合としたことを特徴とするフラップ舵のフラップ構造。
【請求項３】
請求項１のフラップ舵とクラウンとの結合に関し、クラウンに垂下される主舵を、クラウンの底板より頂板までの長さだけ上方に伸長し、且つ、クラウンの後部に配設されるフラップ駆動軸のトランクを、前記の主舵の伸長部に付加結合し、この状態の主舵を、クラウンの底板のコーミング付舵挿入孔よりクラウンの頂板まで挿入し、主舵の頂部とクラウンの頂板とを着脱自在に結合したことを特徴とするフラップ舵とクラウンとの結合法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、船舶のフラップ舵のフラップを独立駆動とする舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、フラップリンク駆動舵が中小型船に採用され、船の旋回半径を小さくし、出入港時の操船をし易くするなどの効果を挙げている。しかし、この舵は、通常の運航時に過剰な舵力を発生させたり、後進時に進路を不安定にしたりする。又、フラップのリンク機構が海中に在るため、船の推進効率を下げ、リンク機構をキャビテーションや電気腐蝕により損耗させたりする。
１９３０年代にＦｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒが発明されている。フラップ舵の先駆けで、主舵とその後尾に付加されたフラップから成り、主舵とフラップは夫々個別に駆動される。この舵の操縦性は高く、前述のフラップリンク駆動舵の持つ欠点もない。しかし、この舵は、どのような仕組みで主舵とフラップが作動されるのか明らかでなく、又実際にこの舵が稼動したかどうかの確認もされていない。フラップリンク駆動舵が次善の舵として中小型船に採用されているのが現状のようである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  実願６０−１０３２７０号  公報
【特許文献２】  公開実用平成３−４０１９５
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】  大串雅信著  理論船舶工学（下巻）（ｐ４６、ｐ２４５）海文堂出版  昭和４８年８月２０日七版
【非特許文献２】  船舶の舵装置  出願（申請）番号  特願２０１０−２７７４４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上述のように、現状のフラップリンク駆動舵は、利点と欠点を併せ持つ舵で、現在のところ大型船への採用は見られない。一方、Ｆｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒは操縦性において紙上での評価が高いものの、稼動実績に疑問があるうえ、主舵とフラップの駆動機構の仕組みがよく分かっていない。【０００６】  この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、フラップ舵のフラップリンク駆動機構を廃し、Ｆｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒと同様のアイディアによりながらも、独自に考案した機構により、主舵とフラップを駆動する、操縦性の高い舵装置を得ようとするものである。具体的には、主舵を３６０°自在に回動させ、その上に、フラップを独立して単独に、主舵に対し±３５°〜±４０°自在に回動させる機構を備え、大型船にも採用されるフラップ舵の舵装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  外板と、その直上の舵取機甲板間に設置された舵ホルダーに内包され、且つ、主舵と、フラップのヒンジの延長線上に在る、フラップ駆動軸及びその付属金物を包含する、円筒とその底板及び頂板より成るクラウンに、主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して成るフラップ舵を垂下し、この両者を、回動中心軸を同一線上に置いて結合し、一対の回転体と成し、フラップの回動に関し、クラウンの頂板上にフラップ駆動機を設置し，この駆動機とフラップの頂部とを、フラップ駆動軸で連結し、フラップ駆動機により、フラップを主舵に対して±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動出来るようにする。
一方、フラップ舵の回動に関し、外筒と内筒と底板及び頂板によって構成された記首の舵ホルダーに於いて、クラウンとの間に空環を形成せしめ、この空環の上部と下部に旋回軸受を配装し、フラップ舵・クラウンを、この旋回軸受を介して、舵ホルダーで回動自在に保持をし、上部旋回軸受の上部位置におけるクラウンに、歯車付円環を巻着固定し、この円環と、舵取機甲板上に設置した舵取機とを接続し、舵取機によりフラップ舵・クラウンを３６０°自在に回動出来るようにする。【０００８】  フラップ舵のフラップは、高さ方向を複数個に分割した構造とする。【０００９】  フラップ舵とクラウンの結合は、フラップ舵をクラウンに挿入して結合する方法とする。【００１０】  このように構成されたフラップ舵の舵装置においては、主舵とフラップは、舵取機により共に３６０°自在に回動される。フラップはこれに加えて、フラップ駆動機により、主舵に対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。それ故、このフラップ舵は、主舵とフラップによって様々な翼形を作り出すことが出来る。
【発明の効果】
【００１１】  従ってこの舵装置においては、主舵とフラップを自動制御することにより、船の運航状況に応じた最適な舵力を発揮する可能性を有する。この発明の効果には多様なものがあると予想されるが、これは今後の研究に待つこととして、現時点においては、下記の効果が期待出来る。
ａ）自動操舵時にフラップによる微調整が効くから、航走中の蛇行を最小限に止め、経済的な運航が出来る。
ｂ）ヨーイング（理論船舶工学・下巻ｐ４６）を少なくすることが出来る。
ｃ）フラップを主舵と反対方向に回動すれば舵軸に対するトルクは相反する形となるから舵全体のトルクを小さく出来る。（理論船舶工学・下巻ｐ２４５）
ｄ）右から左・左から右に転舵するとき前項の理屈から転舵速度を上げることが出来る。
ｅ）大型船におけるオーバーシュートを抑制することが出来る。
ｆ）舵は３６０°回動出来るから９０°転舵すれば制動器の役割を果たす。
ｇ）後進時に１８０°転舵すれば舵は前進時の形態をなし、舵は前進時と同様の効果を発揮する。（理論船舶工学・下巻ｐ２４５）
ｈ）この発明になる舵はシンプルである。在来舵の様な突起物は全くなく推進抵抗による船速のロスやキャビテーショや電触による損傷も大きく軽減される。
ｉ）フラップリンク舵の様に複雑な機構を有しない、故障のリスクから逃れられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  この発明の実施の形態を示すフラップ舵の舵装置の側面図である。
【図２】  図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図３】  図１の線Ｂ−Ｂに沿う平面図である。
【図４】  図１の線Ｃ−Ｃに沿う切断図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】  図１は、この発明の実施の形態を示すフラップ舵の舵装置の側面図である。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。図３は、図１の線Ｂ−Ｂに沿う平面図である。図４は、図１の線Ｃ−Ｃに沿う切断図である。【００１４】  図において、１はフラップ舵、２はクラウン、３は舵ホルダー、４ａ・４ｂは旋回軸受である。この４群に、フラップ１ｂの回動のためのフラップ駆動機２０とフラップ駆動軸５、及び、フラップ舵１・クラウン２の回動のための舵取機２１と歯車付円環９が、フラップ舵の舵装置の構成メンバーに数えられる。このメンバーで構成される舵装置の概要は、次の通りである。【００１５】  クラウン２にフラップ舵１が垂下されて、一対の回転体に構成されている。一方、クラウン２を内包する形で、外板３１とその直上の舵取機甲板３２の間に、舵ホルダー３が設置されている。そして、舵ホルダー３とクラウン２の間に空環８が形成され、この空環８に旋回軸受４ａ・４ｂが配装され、フラップ舵１・クラウン２は、この旋回軸受４ａ・４ｂを介して、舵ホルダー３により回動自在に保持されている。このような形態の元、フラップ舵１・クラウン２は舵取機甲板３２上に在る舵取機２１で３６０°自在に回動され、その上に、フラップ１ｂは、クラウン２の頂板２ｃ上に在るフラップ駆動機２０によって、主舵１ａに対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。
この概要の説明に続いて、以下各部の構成・機能の詳細について説明する。【００１６】  フラップ舵１は、側面形状が台形の吊舵で、主舵１ａとその後尾に、次項に記す、フラップ１ｂが付加されている。【００１７】  フラップ１ｂは主舵１ａの後尾に、ヒンジ１ｃで回動自在に結合されている。そのフラップ１ｂは、高さ方向に４分割されている。夫々のフラップ１ｂはその両端にヒンジ１ｃが設けられ、主舵１ａに結合されている。フラップ１ｂ同士の両側面にはフラップ継手ピース１ｄが差し渡され、その片方はフラップに溶接され、他の片方はフリーに置かれている。
従って分割されたフラップ１ｂ同士の構造上の強度的連続性はない。夫々のフラップ１ｂに発生する舵力はヒンジを介し主舵１ａに伝達される。又、夫々のフラップ１ｂに発生するトルクは、フラップ継手ピース１ｄによってフラップからフラップへ伝達され、その集積がフラップ駆動軸５からフラップ駆動機２１に及ぶ。
従来のフラップは、舵の全高に亘る一体型の重厚な構造となっている。ヒンジも同様に全高に亘り重厚に構成されている。これ等は舵圧によって発生する主舵・フラップの撓みを抑制しようとする意図によるものであるが、当該部はもともと薄い形状を成し、いくら物量を投入しても、特に高速船においては、舵圧による撓みを抑制することは難しい。
この撓みは主舵とフラップが同一の面内にあるときは、問題は起こらないが、両者が偏角を作るときには、お互いが引っ張り合い、ヒンジとその近傍に構造上のトラブルを発生させることがある。
因みに、二枚の板の両端を支持して、これを曲げながら両者に偏角を与えると、両者は中央部を最大に離れていく。この現象が主舵とフラップの間に発生する。殊に高速船の吊舵においては、撓み量も大きく、従来のフラップを固める構造では、この問題を解決することは出来ない。
この問題を解決するには、舵とフラップの撓みの発生を必然とし、この撓みに馴染むフラップ構造にする必要がある。それは、フラップを主舵の撓みに沿うようにし、且つ、主舵とフラップに相反する力の発生を極力抑制するように、フラップを短く分割し、その両端にヒンジを設け、加えて、フラップ同士の接続はトルクのみを伝達する構造にすることである。ここに提供するフラップ構造、即ち冒頭に述べたフラップの構造はこの考えに基づくものである。【００１８】  クラウン２は、後述の舵ホルダー３に内包され、主舵１ａと、ヒンジ１ｃの軸中心線上に配設されるフラップ駆動軸５及びその付属金物の包含を可能とする大きさの、外筒２ａとその底板２ｂ及び頂板２ｃによって構成されている。底板２ｂは二重構造とされ、主舵１ａを挿入するためのコーミング付舵挿入孔２ｄが設けられている。【００１９】  フラップ舵１とクラウン２との結合に関し、フラップ舵１は、クラウン２に挿入結合され、一対の回転体に構成されている。
その形態は、主舵１ａは、その頂部からクラウン頂板２ｃまでの間伸長され、又、主舵１ａの後部に在る、フラップ駆動軸５のトランク６が主舵１ａに付加結合されている。
主舵１ａは、この状態でクラウン２の下方より、底板２ｂのコーミング付舵挿入孔２ｄを通し、クラウンの頂板２ｃまで挿入され、この頂板２ｃに締結冶具とボルト７で着脱自在に結合されている。
この結合の特徴は、両者の結合を確かなものにするために、クラウン２に支持される主舵１ａを出来るだけ拡幅して、主舵１ａとクラウン２の接触部を広範に取るようにし、加えて，主舵１ａの曲げ強度が高められるように配慮されていることである。【００２０】  フラップの回動に関し、クラウン２の頂板２ｃ上にフラップ駆動機２０が設置され、この駆動機２０と、フラップの頂部がフラップ駆動軸５によって連結されている。
この機構によれば、フラップ１ｂに発生したトルクは、フラップ駆動軸５を介してフラップ駆動機２０に伝播される。フラップ１ｂはフラップ駆動機２０により、主舵１ａに対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。【００２１】  舵ホルダー３は、内外二重の円筒３ａ・３ｂと底板３ｃ及び頂板３ｄにより構成され、外板３１とその直上にある舵取機甲板３２の間に、クラウン２を内包する形態で設置されている。【００２２】  フラップ舵１とクラウン２の回動に関し、ホルダー３とクラウン２の間に空環８が形成され、この空環８の上部と下部に旋回軸受４ａ・４ｂが配装されている。
この旋回軸受４ａ・４ｂには、フラップ舵１・クラウン２・フラップ駆動機２０等の質量がアキシアル荷重として、舵圧による横向きの力がラジアル荷重として、又、夫々の荷重によるモーメントが働く。
フラップ舵１・クラウン２は、この旋回軸受４ａ・４ｂを介して、回動自在に舵ホルダー３によって保持されている。
歯車付円環９が、上部旋回軸受４ａの上部に設けられた、クラウン下がりとめ１０の位置におけるクラウン２に巻着固定されている。
舵取機甲板３２上に、旋回モータにピニオンギヤを装着した形式の舵取機２１が設置され、これに歯車付き円環９が接続されている。フラップ舵１・クラウン２は、歯車付円環９を介し、舵取機２１よって３６０°自在に回動される。【００２３】  このように構成されたフラップ舵の舵装置においては、フラップ舵１・クラウン２は、フラップと共に舵取機２１により３６０°自在に回動される。フラップ１ｂはその上に、主舵１に対し独立して、フラップ駆動機により±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。
【符号の説明】
【００２４】１  フラップ舵、１ａ  主舵、１ｂ  フラップ、１ｃ  ヒンジ、１ｄ  フラップ継手ピース、２  クラウン、２ａ  外筒、２ｂ  底板  ２ｃ  頂板、２ｄ  コーミング付舵挿入孔、３  舵ホルダー、３ａ  外筒、３ｂ  内筒、３ｃ  底板、３ｄ  頂板，４ａ  上部旋回軸受、４ｂ  下部旋回軸受、５  フラップ駆動軸、６  フラップ駆動軸のトランク、７  締結冶具とボルト、８  空環、９  歯車付円環、１０  クラウン下がり止め、２０  フラップ駆動機、２１  舵取機、３１  外板、３２  舵取機甲板
【図１】
2012196977.tif 000003
【図２】
2012196977.tif 000004
【図３】
2012196977.tif 000005
【図４】
2012196977.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月23日(2011.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して成る舵のフラップを独立駆動とする、船舶のフラップ舵の舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、フラップリンク駆動舵が中小型船に多く採用されている。この舵は、主舵の後尾にフラップを付加し、フラップを主舵にリンクして駆動する舵で、フラップの効果により船の旋回半径を小さくし、出入港時の操船をし易くするなどの成果を挙げている。しかし、この舵は、通常の運航時や、自動操舵時に、進路を補正する際、主舵の動きにフラップがリンクし、不要な舵力を発生させて、船の蛇行を繰り返す。又後進時において、フラップの逆効果により進路を不定にする。又フラップのリンク機構が海中に在るため、船の推進効率を下げ、リンク機構をキャビテーションや電気腐蝕により損耗させたりする。
１９３０年代にＦｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒが発明されている。フラップ舵の先駆けで、主舵とフラップは夫々個別に駆動される。この舵の操船性は高く、前述のフラップリンク駆動舵の持つ欠点もないとされている。しかし、この舵は、どのような仕組みで主舵とフラップが作動されるのか明らかでない。
フラップリンク駆動舵もＦｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒも、共にドイツで発明されたものであるが、現在稼動中のものはフラップリンク駆動舵のみのようである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  実開昭６２−０１１０９９
【特許文献２】  実開平３−０４０１９５
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】  大串雅信著  理論船舶工学（下巻）（ｐ４６、ｐ２４５）海文堂出版  昭和４８年８月２０日七版
【非特許文献２】  鋼船規則集  日本海事協会  平成２２年Ｃ編２章３章
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  現状のフラップリンク駆動舵は、利点と欠点を併せ持つ舵で、現在のところ大型船への採用は見られない。その主たる原因に、通常の運航時の蛇行・後進時の進路の不安・フラップリンクの信頼性の問題が挙げられる。一方、Ｆｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒは操船性において紙上での評価が高いものの、稼動実績に疑問があるうえに、主舵とフラップの駆動の仕組みがよく分かっていない。【０００６】  この発明は、上述のようなフラップ舵の問題点を解決するためになされたものである。その解決策として、フラップリンク機構を廃止し、Ｆｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒと同様のアイディアによりながらも、独自の考案により、フラップ舵を成す主舵とフラップを個別に駆動する機構を確立し、自動制御システムを導入して船の大小を問わず、フラップリンク駆動舵の利点は取り入れ、船の直進や後進を安定化させ、その他さまざまな操船に応ずることの出来るフラップ舵の舵装置を得ようとするものである。ただ、装置の制御に関しては別途ととし、ここでは、この装置の基盤となるフラップ舵の駆動機構を取り上げるものである。具体的には、主舵を３６０°自在に回動し、その上に、フラップを独立して、主舵に対し±３５°〜±４０°自在に回動するフラップ舵の機構を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】この発明は、外板とその直上の舵取機甲板の間に設置した舵ホルダーに内包された外筒と底板及び頂板より成るクラウンに、主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して成るフラップ舵を垂下し、且つ、主舵の上部と、ヒンジの延長線上に配装されたフラップ駆動軸のトランクとを、クラウンが内包する形態で結合し、一対の回転体と成し、フラップの回動に関し、クラウンの頂板上にフラップ駆動機を設置し、この駆動機とフラップの頂部とを、フラップ駆動軸で連結し、フラップ駆動機により、フラップを主舵に対して±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動出来るようにする。
一方、外筒と内筒と底板及び頂板から成る上記の舵ホルダーと、クラウンとの間に中空円柱を形成せしめ、この中空円柱の上部と下部に旋回軸受を配装し、この旋回軸受を介し、舵ホルダーでクラウンを回動自在に保持し、フラップ舵の回動に関し、上部旋回軸受の上部位置におけるクラウンに、歯車付円環を巻着固定し、この円環と、舵取機甲板上に設置した舵取機とを接続し、舵取機によりフラップ舵を３６０°自在に回動出来るようにする。【０００８】従来のフラップは上下に亘る一体の構造であったが、この発明に成るフラップ舵においては、これを複数個に分割した構造とする。それは、船の高速運転時、主舵とフラップに生ずる撓みがヒンジとその近傍に、構造的トラブルを発生させる恐れがあるので、これを避けるためである。詳細については［００１７］に述べる。【０００９】［０００７］において、フラップ舵とクラウンの結合は、主舵とその後方に在るフラップ駆動軸のトランクを結合し、その形状のまま、クラウンの底板を貫通し、クラウンの頂板まで伸長し、これらをクラウン頂板にボルトで着脱自在に締結する。
これは、主舵等とクラウン両者の接触を出来るだ広範囲に獲って、主舵の舵圧に対する負荷能力の極大化を図り、この舵装置を、より高速な船に適用することが出来るようにしようとするものである。詳細については［００１９］に述べる。【００１０】  このように構成されたフラップ舵の舵装置においては、主舵とフラップは、舵取機により３６０°自在に回動される。フラップはこれに加えて、フラップ駆動機により、主舵に対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。それ故，このフラップ舵は，主舵とフラップによって様々な翼形状を作り出すことが出来る。
【発明の効果】
【００１１】従来の舵は、フラップリンク駆動舵を含めて、機構的には一節のアームの構成であった。しかし、この発明に成るフラップ舵は、主舵とフラップの二節のアームで構成される。一節のアームでは手動による操船が主体とされたが、二節の場合、これに対応する新たな自動制御システムの導入により、操船の自動化は拡大され高度化される。下記に掲げた操船にかかわる発明の効果は、このことを前提にしたものである。尚、今後の研究によっては更なる効果が期待できる。
ａ）自動操舵時における進路の補正は、フラップのみを駆動させて行い、航走中の蛇行を最小限に止め、経済的な運航が出来る。
ｂ）ヨーイング（理論船舶工学・下巻ｐ４６参照）を少なくすることが出来る。
ｃ）フラップを主舵と反対方向に回動すれば舵軸に対するトルクは相反する形となるから舵全体のトルクを小さく出来る。（理論船舶工学・下巻ｐ２４５参照）
ｄ）右から左・左から右に転舵するとき前項の理屈から転舵速度を上げることが出来る。
ｅ）大型船におけるオーバーシュートを抑制することが出来る。
ｆ）舵は３６０°回動出来るから９０°転舵すれば制動器の役割を果たす。
ｇ）後進時に１８０°転舵すれば舵は前進時の形態をなし、前進時と同様の効果を発揮する。（理論船舶工学・下巻ｐ２４５参照）
ｈ）この発明になるフラップ舵はシンプルである。在来舵の様な突起物は全くなく、推進性能の向上が見られるであろう。
ｉ）フラップリンク駆動舵の様に複雑な機構を有しない、故障のリスクから逃れられる。
ｊ）フラップを分割構造とすることにより、舵の撓みによるヒンジとその近傍の構造的トラブルを避けることが出来る。（［００１７］参照）
ｋ）このフラップ舵は船速２８ｋｔまでの高速船に適用可能である。（［００１９］参照）
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  この発明の実施の形態を示すフラップ舵の舵装置の側面図である。
【図２】  図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図３】  図１の線Ｂ−Ｂに沿う平面図である。
【図４】  図１の線Ｃ−Ｃに沿う切断図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】  図１は、この発明の実施の形態を示すフラップ舵の舵装置の側面図である。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。図３は、図１の線Ｂ−Ｂに沿う平面図である。図４は、図１の線Ｃ−Ｃに沿う切断図である。【００１４】  図において、１はフラップ舵、２はクラウン、３は舵ホルダー、４ａ・４ｂは旋回軸受である。この４群に、フラップ１ｂの回動のためのフラップ駆動機２０とフラップ駆動軸５、及びフラップ舵１・クラウン２の回動のための舵取機２１と歯車付円環９が、フラップ舵の舵装置の構成メンバーに数えられる。このメンバーで構成される舵装置の概要は、次の通りである。【００１５】  クラウン２にフラップ舵１が垂下されて、一対の回転体に構成されている。一方、クラウン２を内包する形で、外板３１とその直上の舵取機甲板３２の間に、舵ホルダー３が設置されている。そして、舵ホルダー３とクラウン２の間に中空円柱８が形成され、この中空円柱８の上下部に旋回軸受４ａ・４ｂが配装されている。フラップ舵１・クラウン２は、この旋回軸受４ａ・４ｂを介して、舵ホルダー３により回動自在に保持されている。このような形態の元、フラップ舵１・クラウン２は舵取機甲板３２上に設置された舵取機２１で３６０°自在に回動され、その上に、フラップ１ｂは、クラウン２の頂板２ｃ上に設置されたフラップ駆動機２０によって、主舵１ａに対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。この概要の説明に続いて、以下各部の構成・機能の詳細について説明する。【００１６】  フラップ舵１は、側面形状が台形の吊舵で、主舵１ａとその後尾に、次項に記す、フラップ１ｂが結合されている。【００１７】フラップ１ｂは高さ方向に４分割され、夫々の両端は主舵１ａの後尾にヒンジ１ｃで回動自在に結合されている。フラップ１ｂ同士の両側面にはフラップ継手ピース１ｄが差し渡され、その片方はフラップに溶接され、他の片方はフリーに置かれている。
従って分割されたフラップ１ｂ同士の構造上の強度的連続性はない。夫々のフラップ１ｂに発生する舵力はヒンジ１ｃを介し主舵１ａに伝達される。又、夫々のフラップ１ｂに発生するトルクは、フラップ継手ピース１ｄによってフラップ１ｂからフラップ１ｂへ伝達され、その集積がフラップ駆動軸５からフラップ駆動機２０に伝達されている。
従来のフラップは、舵の全高に亘る一体型の重厚な構造とされている。ヒンジも同様に全高に亘り重厚に構成されている。これ等は舵圧によって生ずる主舵・フラップの撓みを抑制しようとする意図によるものであるが、当該部はもともと薄い形状を成し、大量に補強材を投入しても、特に高速船においては、この撓みを抑制することは難しい。
この撓みは、主舵とフラップが同一の面内にあるときは、問題は起こらないが、両者が偏角を作るときには、お互いが引っ張り合い、ヒンジとその近傍に構造的トラブルを発生させる恐れがある。因みに、二枚の板の両端を支持して、これを曲げながら両者に偏角を与えると、両者は中央部を最大に離れていく。ヒンジをこの中央部に置くと、そのヒンジにはこの引っ張り合いの力が働く。この現象が主舵とフラップの間におこる。殊に高速船の吊舵においては、撓み量も大きく、従来のフラップを固める構造では、この問題を解決することは出来ない。
この問題を解決するには、舵とフラップの撓みの発生を必然とし、この撓みに馴染むフラップ構造にする必要がある。それは、フラップを主舵の撓みに沿うようにし、且つ、主舵とフラップに相反する力の発生を極力抑制するように、冒頭に述べた分割型のフラップ構造とすることである。【００１８】  クラウン２は、後述の舵ホルダー３に内包され、且つ、主舵１ａと、ヒンジ１ｃの軸中心線上に配装されたフラップ駆動軸５及びその付属金物の包含を可能とする大きさの、外筒２ａとその底板２ｂ及び頂板２ｃによって構成されている。底板２ｂは舵圧による主舵１ａの重荷重を安全に支えるべく二重構造とされ、主舵１ａとフラップ駆動軸のトランク６を挿入するためのコーミング付舵挿入孔２ｄが設けられている。【００１９】  フラップ舵１とクラウン２との結合と、この発明に成る舵装置の高速船への適用に関し、フラップ舵１は、クラウン２に垂下され、且つ、主舵１ａとその後部に在るフラップ駆動軸のトランク６とが一体化された状態で、クラウン底板２ｂのコーミング付舵挿入孔２ｄを貫通し、クラウンの頂板２ｃまで伸長され、この頂板２ｃに締結冶具とボルト７で着脱自在に結合されている。
この結合の特徴は、主舵１ａとフラップ駆動軸のトランク６を一体化し、これらと、クラウン底板２ｂとの接触部の領域を極力拡大させて、主舵１ａに掛る舵圧をクラウン底板２ｂに分散し、両者の接触部の単位当たり圧力を低くしていることである。これにより、当該部の舵圧に対する負荷能力は高められ、この発明に成る舵装置は、より高速な船に適用されることとなる。
ここで、この発明に成る舵装置と、現在舵の主流をなし、中大型の殆どの船に採用されているマリナー型舵とを舵の横断面形状を同一にして比較してみる。
マリナー型舵（日本鋼船規則Ｃ編２章・３章のＤ，Ｅ型舵参照）は、舵の前半部に船体より垂下されたラダーホーンの先端で舵の中央部を支える構成となっている。このホーンの先端には舵全体の舵圧が捩じりを伴って横向きに作用する。現在稼動中のマリナー型舵の最高船速は約２５ｋｔであるが、これはマリナー型舵に許容される最高の船速であるとみてよい。これ以上船速を上げれば、舵とラダーホーンは増速に見合うだけ増強しなければならないが、これは舵とラダーホーンの肥大化に繋がり、結果として、舵の推進性能の低下・構造強度の獲得の困難さ・製造コストの上昇等を招き、この舵の成立をも難しくする。
そこで、マリナー型舵にフラップを付加したケースについて検討すれば、フラップ舵はフラップの効果により普通舵の１．５５倍の舵力を発生する（日本鋼船規則の規定）から、現状の最高船速２５ｋｔのマリナー型舵にフラップを付加することは、前述の事情と併せて考慮するとき、極めて困難である。従って、マリナー型舵へフラップを付加しようとすれば、船速を落さざるを得ない。このときのフラップ付マリナー型舵の最高船速は（舵力は船速の２乗に比例するから）２５／√１．５５＝２０ｋｔとなる。
一方、この発明に成る舵装置における主舵１ａの負荷能力は、前述の付加能力の増大化の措置によって、フラップ付マリナー型舵のラダーホーンの負荷能力の１．５〜２．０倍に増強されている。（主舵１ａとラダーホーンの横断面形状を比較すればよく分かる。）これを船速に置き換えれば２４〜２８ｋｔとなる。従って、この発明に成るフラップ舵の舵装置は、船の推進性能・装置の製造コストを阻害することなく、船速２８ｋｔまでの船に適用されることとなる。（尚、現在、フラップ独立型マリナー型舵は未開発のようである。）
ただし、この発明に成るフラップ舵の舵装置へ受け入れられる最高船速２８ｋｔも、フラップ付マリーナ型舵の２０ｋｔも、共に現行の鋼船規則による主舵角度３５°＋フラップ角度４０°位の翼形状において発生する舵力をベースに推計したものである。船の旋回性能を損なわない範囲において、フラップを制限的に駆動すれば、例えば高速運転時にフラップを駆動しない等の措置をとれば、フラップ舵の最高船速はもっと高いものに設定出来るであろう。【００２０】  フラップの回動に関し、クラウン２の頂板２ｃ上にトランクピストン型のフラップ駆動機２０が設置され、この駆動機２０と、フラップの頂部がフラップ駆動軸５によって連結されている。
この機構によれば、フラップ１ｂに発生したトルクは、フラップ駆動軸５を介してフラップ駆動機２０に伝達される。フラップ１ｂはフラップ駆動機２０により、主舵１ａに対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。【００２１】  舵ホルダー３は、内外二重の円筒３ａ・３ｂと底板３ｃ及び頂板３ｄより構成され、外板３１とその直上にある舵取機甲板３２の間に、クラウン２を内包する形態で設置されている。【００２２】  フラップ舵１・クラウン２の回動に関し、舵ホルダー３とクラウン２の間に中空円柱８が形成され、この円柱８の上部と下部に旋回軸受４ａ・４ｂが配装されている。
この旋回軸受４ａ・４ｂには、フラップ舵１・クラウン２・フラップ駆動機２０等の質量がアキシアル荷重として、舵圧による横向きの力やフラップ駆動機２０・舵取機２１の歯車の反力がラジアル荷重として、又、夫々の荷重によるモーメントが働く。
フラップ舵１・クラウン２はこの旋回軸受４ａ・４ｂを介して、回動自在に舵ホルダー３によって保持されている。
歯車付円環９が、上部旋回軸受４ａの上部に設けられた、クラウン下がり止め１０の位置におけるクラウン２に巻着固定されている。
舵取機甲板３２上に、旋回モータにピニオンギヤを装着した形式の舵取機２１が設置され、これに歯車付円環９が接続されている。フラップ舵１・クラウン２は、歯車付円環９を介し、舵取機２１によって３６０°自在に回動される。【００２３】以上、フラップ舵１を成す主舵１ａとフラップ１ｂは共に舵取機２１により３６０°自在に回動され、その上にフラップ１ｂは、主舵１に対して独立して、フラップ駆動機２０により±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動されるフラップ舵の舵装置を得る。
【符号の説明】
【００２４】  １  フラップ舵、１ａ  主舵、１ｂ  フラップ、１ｃ  ヒンジ、１ｄ  フラップ継手ピース、２  クラウン、２ａ  外筒、２ｂ  底板、２ｃ  頂板、２ｄ  コーミング付舵挿入孔、３  舵ホルダー、３ａ  外筒、３ｂ  内筒、３ｃ  底板、３ｄ  頂板、４ａ  上部旋回軸受、４ｂ  下部旋回軸受、５  フラップ駆動軸、６  フラップ駆動軸のトランク、７  締結冶具とボルト、８  中空円柱、９  歯車付円環、１０  クラウン下がり止め、２０  フラップ駆動機、２１  舵取機、３１  外板、３２  舵取機甲板。
【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】
外板とその直上の舵取機甲板間に設置した二重の円筒と底板及び頂板より成る舵ホルダーに内包され、且つ主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して成るフラップ舵の主舵及びヒンジの延長線上に配装したフラップ駆動軸のトランクとを包含可能とする外筒と底板及び頂板より成るクラウンに、フラップ舵を垂下し、クラウンの頂板上にフラップ駆動機を設置し、この駆動機とフラップの頂部とをフラップ駆動軸で連結してフラップを回動せしめ、一方、上記舵ホルダーとクラウンとの間に中空円柱を形成せしめ、この中空円柱の上部と下部に旋回軸受を配装し、この旋回軸受を介して舵ホルダーでクラウンを回動自在に保持し、上部旋回軸受の上部位置におけるクラウンに歯車付円環を巻着固定し、この歯車付円環と舵取機甲板上に設置した舵取機とを接続してフラップ舵を自在に回動せしめたことを特徴とするフラップ舵の舵装置。
【請求項２】
主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して成るフラップ舵のフラップを、高さ方向を複数個に分割し、分割した夫々のフラップの両端を、主舵に回動自在にヒンジで結合し、隣り合うフラップには継ぎ手ピースを差し渡し、そのピースの片方はフラップに固着結合し、他方はフラップに接触接合とすることを特徴とするフラップ舵のフラップ構造。
【請求項３】
請求項１において、主舵をクラウンの底板を貫通せしめ、クラウンの頂板まで伸長し、これにフラップ駆動軸のトランクを結合し、それらの頂部とクラウンの頂板とを着脱自在に結合したことを特徴とするフラップ舵とクラウンとの結合法。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月28日(2011.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】      フラップ舵１は、側面形状が台形の吊舵で、主舵１ａとその後尾に、次項に記すフラップ１ｂが結合されている。
このフラップ舵１が発生する舵力は、主舵１ａとフラップ１ｂの成す偏角によって増減する。主舵１ａの舵角３５°に対してフラップ１ｂの舵角３５°が加わるとき日本鋼船規則ではフラップ舵１の舵力は普通舵の１．５５倍とされている。このことはフラップ舵１の舵効きの良さを表す。フラップ１ｂの舵角を０°とするときは勿論普通舵と同じ舵力となる。
普通舵においては舵角が３５°位で失速するとされるが、このフラップ舵１は３６０°回動されるから、主舵１ａとフラップ１ｂの偏角の組み合わせによってはこの状態は覆される可能性はある。
又、フラップ舵１が最も特徴とするところは、遅い船速で大きな舵力が得られることである。この特徴は狭隘な航路・港湾・離接岸時における操船に生かされる。これは、フラップリンク駆動舵についても言える事ではあるが、フラップ１ｂを独立して駆動出来るフラップ舵１との操船性能の違いは大きい。
次に特徴とするところは、舵軸に対する舵圧の中心位置がフラップの偏角によって大きく移動することである。普通舵においては、舵角が０〜３５°の転舵に対し舵圧の中心位置は舵の前縁より舵の幅の２５〜３５％の近傍までの移動があるが、フラップ舵においては最大４５％あるとされている。これは、舵を設計する上で大きな意味を持つ。非特許文献１にあるＦｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒが１万噸位の船まで人力操舵が可能であるとされることと併せ、舵軸の中心を最高舵力発生時における舵圧の中心に置くことは、フラップ舵１とクラウン２の構造の中心同士を近付けることになるから、［００１９］述べるように、主舵１ａとクラウン２との接触部が拡大されて、主舵１ａの舵圧に対する負荷能力の増大に繋がる。又、主舵１とクラウン２の組み合わせの形状がコンパクトとなる利点もある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】    フラップ舵１・クラウン２の回動に関し、舵ホルダー３とクラウン２の間に中空円柱８が形成され、この中空円柱８の上部と下部に旋回軸受４ａと４ｂが配装されている。
この下部旋回軸受４ｂはその内輪をクラウン２の外筒２ａに固定され、外輪は舵ホルダー３の内筒３ｂにすきまばめ状態に置かれている。上部旋回軸受４ａの外輪は舵ホルダー３の内筒３ｂに固定され、内輪はクラウン２の外筒２ａにすきまばめ状態に置かれ、その上面にクラウン下がり止め１０を上下移動を制止する状態で、更にその上面に歯車付円環９を回転を制止する状態でクラウン２の外筒２ａに巻着固定され、この三者はボルトで結合されている。舵取機甲板３２上に、旋回モータにピニオンギヤを装着した形式の舵取機２１が設置され、これに歯車付円環９が接続されている。フラップ舵１・クラウン２は、歯車付円環９を介し、舵取機２１によって３６０°自在に回動される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】斯かる舵装置において、フラップ舵１の舵面に作用する舵圧は、クラウン２の底板２ｂと頂板２ｃに支持された主舵１ａを介しクラウン２の底板２ｂと頂板２ｃにトルク配分され、それらの力は、上部旋回軸受４ａと下部旋回軸受４ｂの夫々にラジアル荷重となって作用し、舵ホルダー３に伝えられ、最終的には船体に伝播吸収される。又、フラップ舵１・クラウン２・旋回軸受４ａ・４ｂ・フラップ駆動機２０など回転体であるフラップ舵１・クラウン２に属する全ての物体の質量は、クラウン下がり止め１０を介し上部旋回軸受４ａにアキシアル荷重となって作用し、舵ホルダー３に伝わり最終的には船体に伝播吸収される。そして、舵圧がフラップ舵１の軸中心に対し回転させようとするフラップ舵１のトルクは、歯車付円環９を介して舵取機２１のピニオンギャに伝えられる。この際の歯車に発生する横向きの力は、上部旋回軸受４ａのラジアル荷重に加算される。又、フラップ１ｂはヒンジ１ｄの周りにトルクを発生させてフラップ駆動軸５を介してフラップ駆動機２０に伝えられる。このトルクに対抗するフラップ駆動機２０の突っ張りの力は、フラップ駆動軸のトランク６の上下にある軸受とクラウン２を介し上下部の旋回軸受４ａ・４ｂに作用してラジアル荷重に加算される。
以上、フラップ舵１を成す主舵１ａとフラップ１ｂは共に舵取機２１により３６０°自在に回動され、その上にフラップ１ｂは、主舵１に対して独立して、フラップ駆動機２０により±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動されるフラップ舵の舵装置を得る。
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月24日(2011.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、船舶のフラップ舵のフラップを独立駆動とする舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、フラップリンク駆動舵が中小型船に採用され、船の旋回半径を小さくし、出入港時の操船をし易くするなどの効果を挙げている。しかし、この舵は、通常の運航時に過剰な舵力を発生させたり、後進時に進路を不安定にしたりする。又、フラップのリンク機構が海中に在るため、船の推進効率を下げ、リンク機構をキャビテーションや電気腐蝕により損耗させたりする。
１９３０年代にＦｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒが発明されている。フラップ舵の先駆けで、主舵とその後尾に付加されたフラップから成り、主舵とフラップは夫々個別に駆動される。この舵の操従性は高く、前述のフラップリンク駆動舵の持つ欠点もない。しかし、この舵は、どのような仕紐みで主舵とフラップが作動されるのか明らかでなく、又実際にこの舵が稼動したかどうかの確認もされていない。フラップリンク駆動舵が次善の舵として中小型船に採用されているのが現状のようである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  実願６０−１０３２７０号  公報
【特許文献２】  公開実用平成３−４０１９５
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】  大串雅信著  理論船舶工学（下巻）（ｐ４６、ｐ２４５）海文堂出版  昭和４８年８月２０日七版
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上述のように、現状のフラップリンク駆動舵は、利点と欠点を併せ持つ舵で、現在のところ大型船への採用は見られない。一方、Ｆｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒは操縦性において紙上での評価が高いものの、稼動実績に疑問があるうえ、主舵とフラップの駆動機構の仕組みがよく分かっていない。【０００６】  この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、フラップ舵のフラップリンク駆動機構を廃し、Ｆｌｅｔｔｎｅｒ  Ｒｕｄｄｅｒと同様のアイディアによりながらも、独自に考案した機構により、主舵とフラップを駆動する、操縦性の高い舵装置を得ようとするものである。具体的には、主舵を３６０°自在に回動させ、その上に、フラップを独立して単独に、主舵に対し±３５°〜±４０°自在に回動させる機構を備え、大型船にも採用されるフラップ舵の舵装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  外板と、その直上の舵取機甲板間に設置された舵ホルダーに内包され、且つ、主舵と、フラップのヒンジの延長線上に在る、フラップ駆動軸及びその付属金物を包含する、円筒とその底板及び頂板より成るクラウンに、主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して成るフラップ舵を垂下し、この両者を、回動中心軸を同一線上に置いて結合し、一対の回転体と成し、フラップの回動に関し、クラウンの頂板上にフラップ駆動機を設置し、この駆動機とフラップの頂部とを、フラップ駆動軸で連結し、フラップ駆動機により、フラップを主舵に対して±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動出来るようにする。
一方、フラップ舵の回動に関し、外筒と内筒と底板及び頂板によって構成された記首の舵ホルダーに於いて、クラウンとの間に空環を形成せしめ、この空環の上部と下部に旋回軸受を配装し、フラップ舵・クラウンを、この旋回軸受を介して、舵ホルダーで回動自在に保持をし、上部旋回軸受の上部位置におけるクラウンに、歯車付円環を巻着固定し、この円環と、舵取機甲板上に設置した舵取機とを接続し、舵取機によりフラップ舵・クラウンを３６０°自在に回動出来るようにする。【０００８】  フラップ舵のフラップは、高さ方向を複数個に分割した構造とする。【０００９】  フラップ舵とクラウンの結合は、フラップ舵をクラウンに挿入して結合する方法とする。【００１０】  このように構成されたフラップ舵の舵装置においては、主舵とフラップは、舵取機により共に３６０°自在に回動される。フラップはこれに加えて、フラップ駆動機により、主舵に対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。それ故、このフラップ舵は、主舵とフラップによって様々な翼形を作り出すことが出来る。
【発明の効果】
【００１１】  従ってこの舵装置に於いては、主舵とフラップを自動制御することにより、船の運航状況に応じた最適な舵力を発揮する可能性を有する。この発明の効果には多様なものが有ると予想されるが、此れは今後の研究に待つこととして、現時点においては、下記の効果が期待出来る。
ａ）自動操舵時にフラップによる微調整が効くから、航走中の蛇行を最小限に止め、経済的な運航が出来る。
ｂ）ヨーイング（理論船舶工学・下巻ｐ４６）を少なくすることが出来る。
ｃ）フラップを主舵と反対方向に回動すれば舵軸に対するトルクは相反する形となるから舵全体のトルクを小さく出来る。（理論船舶工学・下巻ｐ２４５）
ｄ）右から左・左から右に転舵するとき前項の理屈から転舵速度を上げることが出来る。
ｅ）大型船におけるオーバーシュートを抑制することが出来る。
ｆ）舵は３６０°回動出来るから９０°転舵すれば制動器の役割を果たす。
ｇ）後進時に１８０°転舵すれば舵は前進時の形態をなし、舵は前進時と同様の効果を発揮する。（理論船舶工学・下巻ｐ２４５）
ｈ）この発明になるフラップ舵はシンプルである。在来舵の様な突起物は全くなく、推進抵抗による船速のロスやキャビテーションや電蝕による損傷も大き軽減される。
ｉ）フラップリンク舵の様に複雑な機構を有しない、故障のリスクから逃れられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  この発明の実施の形態を示すフラップ舵の舵装置の側面図である。
【図２】  図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。
【図３】  図１の線Ｂ−Ｂに沿う平面図である。
【図４】  図１の線Ｃ−Ｃに沿う切断図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】  図１は、この発明の実施の形態を示すフラップ舵の舵装置の側面図である。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿う断面図である。図３は、図１の線Ｂ−Ｂに沿う平面図である。
図４は、図１の線Ｃ−Ｃに沿う切断図である。【００１４】  図において、１はフラップ舵、２はクラウン、３は舵ホルダー、４ａ・４ｂは旋回軸受である。この４群に、フラップ１ｂの回動のためのフラップ駆動機２０とフラップ駆動軸５、及び、フラップ舵１・クラウン２の回動のための舵取機２１と歯車付円環９が、フラップ舵の舵装置の構成メンバーに数えられる。このメンバーで構成される舵装置の概要は、次の通りである。【００１５】  クラウン２にフラップ舵１が垂下されて、一対の回転体に構成されている。一方、クラウン２を内包する形で、外板３１とその直上の舵取機甲板３２の間に、舵ホルダー３が設置されている。そして、舵ホルダー３とクラウン２の間に空環８が形成され、この空環８に旋回軸受４ａ・４ｂが配装され、フラップ舵１・クラウン２は、この旋回軸受４ａ・４ｂを介して、舵ホルダー３により回動自在に保持されている。このような形態の元、フラップ舵１・クラウン２は舵取機甲板３２上に在る舵取機２１で３６０°自在に回動され、その上に、フラップ１ｂは、クラウン２の頂板２ｃ上に在るフラップ駆動機２０によって、主舵１ａに対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。この概要の説明に続いて、以下各部の構成・機能の詳細について説明する。【００１６】  フラップ舵１は、側面形状が台形の吊舵で、主舵１ａとその後尾に、次項に記す、フラップ１ｂが付加されている。【００１７】  フラップ１ｂは主舵１ａの後尾に、ヒンジ１ｃで回動自在に結合されている。そのフラップ１ｂは、高さ方向に４分割されている。夫々のフラップ１ｂはその両端にヒンジ１ｃが設けられ、主舵１ａに結合されている。フラップ１ｂ同士の両側面にはフラップ継手ピース１ｄが差し渡され、その片方はフラップに溶接され、他の片方はフリーに置かれている。
従って分割されたフラップ１ｂ同士の構造上の強度的連続性はない。夫々のフラップ１ｂに発生する舵力はヒンジ１ｃを介し主舵１ａに伝達される。又、夫々のフラップ１ｂに発生するトルクは、フラップ継手ピース１ｄによってフラップからフラップへ伝達され、その集積がフラップ駆動軸５からフラップ駆動機２０に及ぶ。
従来のフラップは、舵の全高に亘る一体型の重厚な構造となっている。ヒンジも同様に全高に亘り重厚に構成されている。これ等は舵圧によって発生する主舵・フラップの撓みを抑制しようとする意図によるものであるが、当該部はもともと薄い形状を成し、いくら物量を投入しても、特に高速船においては、舵圧による撓みを抑制することは難しい。
この撓みは、主舵とフラップが同一の面内にあるときは、問題は起こらないが、両者が偏角を作るときには、お互いが引っ張り合い、ヒンジとその近傍に構造上のトラブルを発生させることがある。
＿因みに、二枚の板の両端を支持して、これを曲げながら両者に偏角を与えると、両者は中央部を最大に離れていく。この現象が主舵とフラップの間に発生する。殊に高速船の吊舵においては、撓み量も大きく、従来のフラップを固める構造では、この問題を解決することは出来ない。
この問題を解決するには、舵とフラップの撓みの発生を必然とし、この撓みに馴染むフラップ構造にする必要がある。それは、フラップを主舵の撓みに沿うようにし、且つ、主舵とフラップに相反する力の発生を極力抑制するように、フラップを短く分割し、其の両端にヒンジを設け、加えて、フラップ同士の接続はトルクのみを伝達する構造にすることである。ここに提供するフラップ構造、即ち冒頭に述べたフラップの構造はこの考えに基づくものである。【００１８】  クラウン２は、後述の舵ホルダー３に内包され、主舵１ａと、ヒンジ１ｃの軸中心線上に配設されるフラップ駆動軸５及びその付属金物の包含を可能とする大きさの、外筒２ａとその底板２ｂ及び頂板２ｃによって構成されている。底板２ｂは二重構造とされ、主舵１ａを挿入するためのコーミング付舵挿入孔２ｄが設けられている。【００１９】  フラップ舵１とクラウン２との結合に関し、フラップ舵１は、クラウン２に挿入結合され、一対の回転体に構成されている。
その形態は、主舵１ａはその頂部からクラウン頂板２ｃまでの間伸長され、又、主舵１ａの後部に在る、フラップ駆動軸５のトランク６が主舵１ａに付加結合されている。主舵１ａは、この状態でクラウン２の下方より、底板２ｂのコーミング付舵挿入孔２ｄを通し、クラウンの頂板２ｃまで挿入され、この頂板２ｃに締結冶具とボルト７で着脱自在に結合されている。
この結合の特徴は、両者の結合を確かなものにするために、クラウン２に支持される主舵１ａを出来るだけ拡幅して、主舵１ａとクラウン２の接触部を広範に取るようにし、加えて、主舵１ａの曲げ強度が高められるように配慮されていることである。【００２０】  フラップの回動に関し、クラウン２の頂板２ｃ上にフラップ駆動機２０が設置され、この駆動機２０と、フラップの頂部がフラップ駆動軸５によって連結されている。
この機構によれば、フラップ１ｂに発生したトルクは、フラップ駆動軸５を介してフラップ駆動機２０に伝播される。フラップ１ｂはフラップ駆動機２０により、主舵１ａに対し±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。【００２１】  舵ホルダー３は、内外二重の円筒３ａ・３ｂと底板３ｃ及び頂板３ｄより構成され、外板３１とその直上にある舵取機甲板３２の間に、クラウン２を内包する形態で設置されている。【００２２】  フラップ舵１とクラウン２の回動に関し、舵ホルダー３とクラウン２の間に空環８が形成され、この空環８の上部と下部に旋回軸受４ａ・４ｂが配装されている。
この旋回軸受４ａ・４ｂには、フラップ舵１・クラウン２・フラップ駆動機２０等の質量がアキシアル荷重として、舵圧による横向きの力がラジアル荷重として、又、夫々の荷重によるモーメントが働く。
フラップ舵１・クラウン２はこの旋回軸受４ａ・４ｂを介して、回動自在に舵ホルダー３によって保持されている。
歯車付円環９が、上部旋回軸受４ａの上部に設けられた、クラウン下がり止め１０の位置におけるクラウン２に巻着固定されている。
舵取機甲板３２上に、旋回モータにピニオンギヤを装着した形式の舵取機２１が設置され、これに歯車付円環９が接続されている。フラップ舵１・クラウン２は、歯車付円環９を介し、舵取機２１によって３６０°自在に回動される。【００２３】  このように構成されたフラップ舵の舵装置においては、フラップ舵１・クラウン２は、フラップと共に舵取機２１により３６０°自在に回動される。フラップ１ｂはその上に、主舵１に対して、主舵１に対して独立し独立して、フラップ駆動機により±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動される。
【符号の説明】
【００２４】  １  フラップ舵、１ａ  主舵、１ｂ  フラップ、１ｃ  ヒンジ、１ｄ  フラップ継手ピース、２  クラウン、２ａ  外筒、２ｂ  底板、２ｃ  頂板、２ｄ  コーミング付舵挿入孔、３  舵ホルダー、３ａ  外筒、３ｂ  内筒、３ｃ  底板、３ｄ  頂板、４ａ  上部旋回軸受、４ｂ  下部旋回軸受、５  フラップ駆動軸、６  フラップ駆動軸のトランク、７  締結冶具とボルト、８  空環、９  歯車付円環、１０  クラウン下がり止め、２０  フラップ駆動機、２１  舵取機、３１  外板、３２  舵取機甲板。
【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】
外板と、その直上の舵取機甲板の間に設置された舵ホルダーに内包され、且つ、主舵とフラップ駆動軸及びその付属金物の包含を可能とする、外筒とその底板及び頂板とによって構成されたクラウンに、主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して構成されたフラップ舵を垂下し、この両者の回動中心軸を同一線上に於いて結合し、一対の回転体に形成し、一方、外筒と内筒と底板及び頂板によって構成された記首の舵ホルダーと、クラウンの間に空環を作り出し，この空環の上部と下部に旋回軸受を配装し、前述の如く、一対の回転体に形成されたフラップ舵・クラウンを、この旋回軸受を介して、舵ホルダーで回動自在に保持せしめ、フラップの回動に関し、クラウンの頂板上にフラップ駆動機を設置し、この駆動機と、フラップの頂部とを、ヒンジの軸中心線上に配設されたフラップ駆動軸で連結し、フラップ駆動機により、フラップを主舵に対して±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動可能と成し、一方、フラップ舵・クラウンの回動に関し、上部旋回軸受の上部位置におけるクラウンに、歯車付円環を巻着固定し、この円環と、舵取機甲板上に設置した舵取機とを接続し、舵取機によりフラップ舵・クラウンを３６０°自在に回動可能としたことを特徴とするフラップ舵の舵装置。
【請求項２】
請求項１のフラップ舵のフラップの構造に関し、フラップの高さ方向を複数個に分割し、分割した夫々のフラップの両端を、主舵に回動自在にヒンジで結合し、隣り合うフラップには継ぎ手ピースを差し渡し、そのピースの片方はフラップに固着結合し、他方はフラップに接触接合としたことを特徴とするフラップ舵のフラップ構造。
【請求項３】
請求項１のフラップ舵とクラウンの結合に関し、クラウンに垂下される主舵を、クラウンの底板より頂板までの長さだけ上方に伸長し、且つ、クラウンの後部に配設されるフラップ駆動軸のトランクを、前記の主舵の伸長部に付加結合し、この状態の主舵を、クラウンの底板のコーミング付舵挿入孔よりクラウンの頂板まで挿入し、主舵の頂部とクラウンの頂板とを着脱自在に結合したことを特徴とするフラップ舵とクラウンの結合法。
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月29日(2011.9.29)
【手続補正１】
【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】
外板と、その直上の舵取機甲板の間に設置された舵ホルダーに内包され、且つ、主舵とフラップ駆動軸及びその付属金物の包含を可能とする、外筒とその底板及び頂板とによって構成されたクラウンに、主舵の後尾にフラップをヒンジで回動自在に結合して構成されたフラップ舵を垂下し、一対の回転体に形成し、一方、外筒と内筒と底板及び頂板によって構成された記首の舵ホルダーと、クラウンの間に空環を作り出し，この空環の上部と下部に旋回軸受を配装し、前述の如く、一対の回転体に形成されたフラップ舵・クラウンを、この旋回軸受を介して、舵ホルダーで回動自在に保持せしめ、フラップの回動に関し、クラウンの頂板上にフラップ駆動機を設置し、この駆動機と、フラップの頂部とを、ヒンジの軸中心線上に配設されたフラップ駆動軸で連結し、フラップ駆動機により、フラップを主舵に対して±３５°〜±４０°の範囲で自在に回動可能と成し、一方、フラップ舵・クラウンの回動に関し、上部旋回軸受の上部位置におけるクラウンに、歯車付円環を巻着固定し、この円環と、舵取機甲板上に設置した舵取機とを接続し、舵取機によりフラップ舵・クラウンを３６０°自在に回動可能としたことを特徴とする船舶のフラップ舵の舵装置。
【請求項２】
請求項１の船舶のフラップ舵の舵装置に於いて、前記フラップの高さ方向を複数個に分割し、分割した夫々のフラップの両端を、主舵に回動自在にヒンジで結合し、隣り合うフラップには継ぎ手ピースを差し渡し、そのピースの片方はフラップに固着結合し、他方はフラップに接触接合としたことを特徴とする船舶のフラップ舵の舵装置。
【請求項３】
請求項１の船舶のフラップ舵の舵装置に於いて、前記クラウンに垂下される主舵を、クラウンの底板より頂板までの長さだけ上方に伸長し、且つ、クラウンの後部に配設されるフラップ駆動軸のトランクを、前記の主舵の伸長部に付加結合し、この状態の主舵を、クラウンの底板のコーミング付舵挿入孔よりクラウンの頂板まで挿入し、主舵の頂部とクラウンの頂板とを着脱自在に結合したことを特徴とする船舶のフラップ舵の舵装置。