(57)【要約】【課題】格別な部材を用いることなく、船舶の航行中に、舵板の後縁部からの剥離する渦流により、舵板自身の振動の発生を抑えることができる舵板を提供する。【解決手段】本発明の舵板３は、表裏の一方を構成する第一舵面（右舷側舵板４）と、表裏の他方を構成する第二舵面（左舷側舵板５）と、を有し、第一舵面及び第二舵面の少なくとも一方が、複数枚の板材を、隣接する板材同士を重ね合わせて形成された接続帯で間欠的に接合される、ことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏の一方を構成する第一舵面と、
表裏の他方を構成する第二舵面と、を有し、
前記第一舵面及び前記第二舵面の少なくとも一方が、複数枚の板材を、隣接する板材同士を重ね合わせて形成された接続帯で間欠的に接合される、
ことを特徴とする舵板。
【請求項２】
前記接続帯は、
鉛直方向又は水平方向に沿って延びる、
請求項１に記載の舵板。
【請求項３】
前記間欠的な接続は、
間隔を空けた締結、又は、間隔を空けた点溶接である、
請求項１又は請求項２に記載の舵板。
【請求項４】
前記第一舵面及び前記第二舵面の一方又は双方は、
制振材が貼り付けられる、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の舵板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶などの航走体の操舵を行う舵取機を構成する舵板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の舵取機の例として、例えば特許文献１に開示されるように、電動機により駆動される油圧ポンプから吐出される作動油がラムに供給され、このラムに連結された舵柄（チラー）を作動させることにより、舵板に直結された舵軸を回動させ、舵板を所望の角度まで回動させることで船舶の操舵が行われる。
【０００３】
特許文献１は、油圧ポンプを作動させるための電動機などの回転機器が発生する振動や騒音を課題として掲げ、舵軸を電磁力により回転駆動できるようにすることで、振動や騒音の発生を防止する提案を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１１４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
船舶においては、駆動源である電動機が発生する振動だけでなく、船舶の航行中に舵板自身が振動を発生させる。特に、舵板の後縁部からの剥離する渦流により、舵板の振動が励起され、これが雑音の発生要因となる。
【０００６】
そこで本発明は、格別な部材を用いることなく、振動の発生を抑えることができる舵板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、係る目的を達成するために、摩擦力を利用することを検討した。つまり、本発明は、舵板に生ずる振動により舵板に摩擦を生じさせることにより、振動エネルギを摩擦エネルギとして消費させることで、舵板から発生する振動を抑えることを要旨とする。本発明は、摩擦力を生じさせるために、舵板の表裏の少なくとも一方の舵面を、複数枚の板材から構成するとともに、隣接する板材が積層される繋目を間欠的に接合する。
【０００８】
すなわち本発明の舵板は、表裏の一方を構成する第一舵面と、表裏の他方を構成する第二舵面と、を有し、第一舵面及び第二舵面の少なくとも一方が、複数枚の板材を、隣接する板材同士を重ね合わせて形成された接続帯で間欠的に接合される、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の舵板は、接続帯が、鉛直方向又は水平方向に沿って延びることが好ましい。
【００１０】
本発明の舵板は、間欠的な接続が、間隔を空けた締結、又は、間隔を空けた点溶接であることが好ましい。
【００１１】
本発明の舵板は、第一舵面及び第二舵面の一方又は双方に、制振材が貼り付けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の舵板によれば、隣接する板材同士を間欠的に接合するので、接合されていない部分は、隣接する板材同士が、微小量の範囲で相対的に変位することができる。この相対的な変位に伴って、隣接する板材の重ね合わされた領域に互いに摩擦力が生じることで、舵板からの振動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る舵の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１の実施形態の要部を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２の一部の概略構成を示すＡ−Ａ線一部拡大断面図であり、（ｂ）は、図２の他の一部の概略構成を示すＡ−Ａ線一部拡大断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線一部断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、船舶９０を例にして本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
〔第一実施形態〕
図１に示すように、船舶９０は、船体９１の前方側Ｕに設けられ、図示を省略する船首と、船体９１の後方側Ｌに設けられる船尾９２と、船尾９２から後方側Ｌに突出するスクリュープロペラ９３と、スクリュープロペラ９３より後方側Ｌに配置される舵１と、を備えている。舵１は、鉛直方向Ｄの周方向に揺動することで、船舶９０の針路方向を変更する。
なお、本実施形態において、前方側Ｕ及び後方側Ｌは、相対的な位置関係を示している。
【００１６】
本実施形態に係る舵１は、図２に示すように、舵板３と、船体９１と舵板３を連結する舵頭材２と、を有する。
舵板３は、表裏の一方を構成する第一舵面である右舷側舵板４と、表裏の他方を構成する第二舵面である左舷側舵板５と、右舷側舵板４と左舷側舵板５をその上端で連結し且つ舵頭材２に接続されている上板６と、上板６と対向し、右舷側舵板４と左舷側舵板５をその下端で連結する下板７と、を備えている。舵板３の中には、図３（ａ）に示すように、鉛直方向Ｄと略平行な垂直舵骨８と、垂直舵骨８と略垂直に交差する水平舵骨９が配置されている。舵板３の内部には、それぞれ複数の垂直舵骨８と水平舵骨９が格子状に設けられており、それ以外の部分には水が浸入し得る空間が形成されている。
以下、右舷側舵板４について説明するが、左舷側舵板５は右舷側舵板４と同じ構成になっているので、以下では、右舷側舵板４を例にして説明する。
【００１７】
右舷側舵板４は、図２に示すように、側面視して略矩形の形状を有しており、複数の板材を組み合せて形成されている。具体的には、前方側Ｕから順に、第一板材４１、第二板材４２及び第三板材４３が配置されている。
第一板材４１、第二板材４２及び第三板材４３は、板状の金属部材からなり、本実施形態においては、鉛直方向Ｄの寸法が等しく、かつ、水平方向Ｈの寸法が等しく形成されている。
第一板材４１は、図２に示すように、前方側Ｕに前方端部４１３を、また、後方側Ｌに後方端部４１４を備え、同様に、第二板材４２は、前方端部４２３と後方端部４２４を、また、第三板材４３は、前方端部４３３と後方端部４３４を備えている。第一板材４１の前方端部４１３は、左舷側舵板５の前方端と適宜の手段により接合され、第三板材４３の後方端部４３４は、左舷側舵板５の後方端と適宜の手段により接合される。また、第一板材４１の後方端部４１４は、第二板材４２の前方端部４２３と接合され、第二板材４２の後方端部４２４は、第三板材４３の前方端部４３３と接合される。この接合については、後述する。
【００１８】
第一板材４１は、前方側Ｕの一部が左舷側舵板５の側に向けて湾曲し、左舷側舵板５の前方端を含む板材と接合している。第一板材４１の後方側Ｌの端部である後方端部４１４には、図３（ａ）に示すように、ボルトＢ１を貫通させるためのボルト孔４１２が形成されている。ボルト孔４１２の直径は、後述するボルトＢ１の直径よりも大きく形成され、第一板材４１のボルトＢ１に対する相対的な変位を許容している。ここでは、複数のボルト孔４１２が、鉛直方向Ｄに沿って所定の間隔Ｉを空けて間欠的に形成されている。
【００１９】
第一板材４１は、後方端部４１４が、第一板材４１より外側に配置される第二板材４２の前方端部４２３と重ね合わされることで、第一板材４１と第二板材４２の間に、第一接続帯Ｃ１が形成される。第一接続帯Ｃ１は、図１に示すように、鉛直方向Ｄに延びて設けられている。
【００２０】
第一板材４１は、図２に示すように、後方端部４１４の複数のボルト孔４１２のそれぞれにボルトＢ１が貫通して、図３（ａ）に示すように、後述する第二板材４２と重ね合わされた状態でボルトＢ１のネジ部が垂直舵骨８に設けられた嵌合穴８１に嵌合して固定される。これにより、第一板材４１と第二板材４２は、第一接続帯Ｃ１に沿って、鉛直方向Ｄに所定の間隔を空けて間欠的に配置される接合領域Ｊにより接合される。
【００２１】
複数のボルトＢ１は、図２に示すように、鉛直方向Ｄに均等な間隔Ｉで設けられている。相互に隣接するボルトＢ１による接合領域Ｊの間隔が狭いほど、第一板材４１と第二板材４２の接合強度が高くなる。つまり、第一接続帯Ｃ１において、接合領域Ｊが占める領域が多くなり、逆に、隣接する接合領域Ｊの間の接合されていない部分である非接合領域Ｎが占める領域が少なくなる。一方、間隔が広いほど、第一板材４１及び第二板材４２を固定するのが困難になる。
具体的に、隣接するボルトＢ１の間隔Ｉは、舵１の仕様により設定される。
【００２２】
第二板材４２は、図３に示すように、前方端部４２３にボルトＢ１を貫通させるためのボルト孔４２１が形成されている。ボルト孔４２１の直径は、後述するボルトＢ１の円筒部が挿入される部分の直径が、ボルトＢ１の円筒部の直径よりも大きく形成され、ボルトＢ１に対する第二板材４２の相対的な変位を許容している。複数のボルト孔４１２は、鉛直方向Ｄに沿って所定の間隔を空けて間欠的に形成されている。ボルト孔４２１は、第二板材４２と第一板材４１が第一接続帯Ｃ１を構成するように重ね合わされると、ボルト孔４１２と位置が合うように形成されている。そして、ボルト孔４２１は、ボルトＢ１が所定位置まで挿入されると、その頭が第二板材４２の内部に収容されて、第二板材４２の表面から突出しないように形成されている。なお、ボルトＢ１は、六角穴ボルトを採用できる。後述するボルトＢ２及びボルトＢ３も同様である。
【００２３】
第二板材４２の後方端部４２４は、第一板材４１の後方端部４１４と同様の構造になっている。具体的には、ボルトＢ２を貫通させるためのボルト孔４１２と同様のボルト孔４２２が形成されている。
【００２４】
第二板材４２は、図２に示すように、後方端部４２４が、第二板材４２より外側に配置される第三板材４３の前方端部４３３と重ね合わされることで、第二板材４２と第三板材４３の間に、第二接続帯Ｃ２が形成される。
【００２５】
第三板材４３は、前方端部４３３が、第二板材４２の前方端部４２３と同様の構造になっている。
具体的には、前方端部４３３にボルトＢ２を貫通させるために、図３に示すボルト孔４２１と同様のボルト孔４３１が形成されている。このボルト孔４３１は、ボルトＢ２が所定位置まで挿入されると、その頭が第三板材４３の内部に収容されて、第三板材４３の表面から突出しないように形成される。
【００２６】
第三板材４３の後方端部４３４は、図２に示すように、左舷側舵板５の後方端と適宜の手段により接合される。
【００２７】
第二板材４２の後方端部４２４と第三板材４３の前方端部４３３が重ね合わされた状態で、複数のボルトＢ２が貫通して、上述した第一板材４１と第二板材４２の場合と同様に、ボルトＢ２のネジ部が嵌合穴８１に嵌合して垂直舵骨８に固定される。これにより、第二接続帯Ｃ２に、複数の接合領域Ｊが形成され、第二板材４２と第三板材４３は、間欠的に接合される。さらに、互いに隣接する接合領域Ｊの間に、非接合領域Ｎが形成される。
【００２８】
舵１は、右舷側舵板４が、これまで説明したように、第一板材４１の後方端部４１４と第二板材４２の前方端部４２３が重ね合わされた状態で、第一接続帯Ｃ１が形成され、複数のボルトＢ１による締結により、接合領域Ｊと非接合領域Ｎが間欠的に複数形成されている。
同様に、第二板材４２と第三板材４３が重ね合わされた部分に第二接続帯Ｃ２が形成され、複数のボルトＢ１による締結により、接合領域Ｊと非接合領域Ｎが間欠的に複数形成されている。
そして、第一板材４１、第二板材４２及び第三板材４３は、スクリュープロペラ９３からの後流Ｒを受けると、鉛直方向Ｄ及び水平方向Ｈに、振動する。
なお、左舷側舵板５も、右舷側舵板４と同様に形成されている。
【００２９】
以下、本実施形態が奏する効果を説明する。
舵１は、図２に示すように、スクリュープロペラ９３の後流Ｒを受けると、舵１の後縁部からの剥離する剥離渦Ｓが生じる。この剥離渦Ｓにより、右舷側舵板４及び左舷側舵板５に振動が励起される。
ところが、本実施形態の舵１は、右舷側舵板４に生じる振動により、非接合領域Ｎは機械的な拘束がないために、第一板材４１、第二板材４２及び第三板材４３が面内方向に微小量だけ変位することができる。より具体的には、第一接続帯Ｃ１の非接合領域Ｎにおいて、図３（ｂ）に示すように、第一板材４１と第二板材４２の間に、水平方向Ｈに相対的な変位ｈが生ずる。さらに、図３（ｃ）に示すように、第一板材４１と第二板材４２の間に、鉛直方向Ｄにも相対的な変位ｄが生ずる。
非接合領域Ｎにおいて、第一板材４１と第二板材４２は接触しているので、変位ｈ及び変位ｄが生ずることにより、第一板材４１と第二板材４２の間に摩擦が生じ、剥離渦Ｓによる振動エネルギは摩擦エネルギに変換されることで消費されるので、舵１の振動を減衰させることができる。この振動の減衰は、第二接続帯Ｃ２においても、第二板材４２と第三板材４３の間に生じる相対的な変位による摩擦により、振動を減衰できる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、右舷側舵板４を構成するのに必要な部材（第一板材４１、第二板材４２及び第三板材４３）を、接続帯（第一接続帯Ｃ１，第二接続帯Ｃ２）で間欠的に接合するという構成を採用するだけで、剥離渦Ｓにより生じる振動を抑制できる。つまり、本実施形態によれば、例えば、振動を減衰するために舵１におもりを付け加えるといった、格別な部材を用いることなく振動を抑制できるので、船舶９０の重量バランスを崩すといった影響を与えることがない。
【００３１】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図４を用いて説明する。
なお、第二実施形態において第一実施形態と同様の構成要素には、第一実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
本実施形態の右舷側舵板４は、第一板材４１と第二板材４２、及び第二板材４２と第三板材４３が、ボルトによる締結ではなく、点溶接（スポット溶接）により連結している。点溶接は、非接合領域Ｎが形成されるように、溶接するためのエネルギを絞り込むことが可能であれば、公知の様々な方法の中から適宜選択することができる。点溶接により形成された溶接部Ｗは、第一板材４１と第二板材４２を固定するのに必要な強度を有する。
【００３３】
本実施形態においては、溶接部Ｗが、間欠的に配置されていることにより、隣接する溶接部Ｗ同士の間に、非接合領域Ｎが形成されている。本実施形態において、溶接部Ｗと非接合領域Ｎは、間欠的に複数形成されている。左舷側舵板５も、右舷側舵板４と同様に形成されている。
【００３４】
なお、第一実施形態では、第一板材４１、第二板材４２、及び第三板材４３が、第一板材４１と第二板材４２の継ぎ目、及び第二板材４２と第三板材４３の継ぎ目が、前方側Ｕに向くように配置されているが、本実施形態では、それらの継ぎ目が、後方側Ｌに向くように配置されている。
【００３５】
本実施形態によれば、ボルトＢ１及びボルトＢ２を用意する必要がないのに加えて、第一板材４１、第二板材４２及び第三板材４３にボルト孔（４１２，４２１，４２２，４３１）を形成する工程や、垂直舵骨８にボルトＢ１やボルトＢ２のネジ部が嵌合する嵌合穴８１を形成する工程が必要ないので、部品点数の削減や加工工数の削減を図ることができる。
〔第三実施形態〕
【００３６】
次に、本発明の第三実施形態について、図５を用いて説明する。
なお、第二実施形態において第一実施形態と同様の構成要素には、第一実施形態と同じ符号を付し、説明を省略する。
【００３７】
本実施形態の右舷側舵板４を構成している板材が、第一実施形態の異なり、水平方向Ｈの寸法が等しい複数の板材が、鉛直方向Ｄに並んだ状態で、各々の鉛直方向Ｄの端部の近傍がボルトＢ３で接合されている。つまり、板材が上板６と平行に配置している水平舵骨９に取付けられることで（図２、図３（ａ）参照）、第三接続帯Ｃ３が、水平方向Ｈに延びて設けられている。第三接続帯Ｃ３に形成された接合領域Ｊ及び非接合領域Ｎも、略水平方向Ｈに並んでいる。
【００３８】
本実施形態によれば、舵１の形状によっては、第一実施形態よりも、接続帯が長くなるので、非接合領域Ｎを長くすることができる。そのため、図２に示す剥離渦Ｓにより生じる振動を抑制する効果を、より得ることができる場合がある。
【００３９】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択することや、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【００４０】
第一板材４１、第二板材４２、第三板材４３の中の何れか一つ、又は、これらのうち適宜選択される２以上のものに、振動を抑えることのできる部材、例えば制振材を貼り付けることができる。これにより、より振動を抑制することができる。
また、左舷側舵板５も４と同様に制振材を貼り付けることができ、右舷側舵板４と左舷側舵板５の一方又は双方に制振材を貼り付けることもできる。
【００４１】
第一板材４１、第二板材４２、及び第三板材４３は、第一実施形態のように、第一板材４１と第二板材４２の継ぎ目、及び第二板材４２と第三板材４３の継ぎ目が、前方側Ｕに向くように配置されていてもよく、第二実施形態のように、第一板材４１と第二板材４２の継ぎ目、及び第二板材４２と第三板材４３の継ぎ目が、後方側Ｌに向くように配置されていてもよい。継ぎ目が、後方側Ｌに向くように配置されている場合には、舵１が後流Ｒから受ける抵抗を少なくすることができる。
【００４２】
また、上述した３つの実施形態では、右舷側舵板４と左舷側舵板５が同じ構造に形成されている例を挙げたが、これに限定されず、右舷側舵板４と左舷側舵板５の各々の板材の枚数が異なっていてもよい。
さらに、右舷側舵板４と左舷側舵板５のどちらか一方のみが複数の板材で形成され、他方が一枚の板材で形成されていてもよい。
【００４３】
さらに、上述した３つの実施形態では、第一接続帯Ｃ１が鉛直方向Ｄに延びるか、または、第三接続帯Ｃ３が水平方向Ｈに延びる例を説明しているが、接続帯の向きは、所望する振動抑制効果が得られるのであれば、それらに限定されない。例えば、接続帯は、斜めに配置されていてもよい。
【００４４】
また、接続帯は直線状の延びる例を挙げてきたが、所望する振動抑制効果が得られるのであれば、それらに限定されない。例えば、円環状に形成されていてもよい。円環状の接続帯の例としては、右舷側舵板４又は左舷側舵板５の一部を円形にくり抜いて、円盤状の板材でくり抜いた部分を覆うことにより形成される。
【００４５】
ボルトＢ１とボルトＢ２は、同じものでもよく、異なるものでもよい。さらに、例えば、第一板材４１と第二板材４２はボルトＢ１により締結し、第二板材４２と第三板材４３は点溶接により連結する等、ボルトによる締結と点溶接の両方を併用してもよい。
【００４６】
上述する実施形態において、第一板材４１、第二板材４２及び第三板材４３の相対的な変位を許容するには、ボルトに対してボルト孔の径を大きく形成する例を示したが、ボルトが有する弾性によっても、上記板材の変位が生じ得る。さらに、板材の面内方向の弾性変形によっても、上記板材の変位が生じ得る。
【００４７】
本実施形態では、航走体として舵板３の全体が水中に浸漬される船舶９０の例を説明したが、本発明は、その一部が水中に浸漬される舵板に適用することができる。また、本発明は、水上を進行する航走体に限らず、水中を進行する航走体にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１      舵
２      舵頭材
３      舵板
４      右舷側舵板
４１    第一板材
４１２  ボルト孔
４１３  前方端部
４１４  後方端部
４２    第二板材
４２１  ボルト孔
４２２  ボルト孔
４２３  前方端部
４２４  後方端部
４３    第三板材
４３１  ボルト孔
４３３  前方端部
４３４  後方端部
５      左舷側舵板
６      上板
７      下板
８      垂直舵骨
８１    嵌合穴
９      水平舵骨
９０    船舶
９１    船体
９２    船尾
９３    スクリュープロペラ
Ｃ１    第一接続帯
Ｃ２    第二接続帯
Ｃ３    第三接続帯
Ｊ      接合領域
Ｎ      非接合領域
Ｗ      溶接部
Ｂ１    ボルト
Ｂ２    ボルト
Ｂ３    ボルト
Ｉ      間隔
Ｒ      後流
Ｓ      剥離渦
Ｄ      鉛直方向
Ｈ      水平方向
Ｕ      前方側
Ｌ      後方側
【図１】
2017177885.tif 000003
【図２】
2017177885.tif 000004
【図３】
2017177885.tif 000005
【図４】
2017177885.tif 000006
【図５】
2017177885.tif 000007