(57)【要約】      （修正有）【課題】プロペラ後流域外のラダーホーンと船底との付け根近傍部分に生ずる水流のよどみを低減し、船舶の航行に対する抵抗を緩和するとともに、簡単な構造で自航要素を改善する船尾構造を提供する。【解決手段】ラダーホーン１１の船首側突先部の方向を左舷側に捻ってラダーホーンおよび舵上部スケグ２０が形成する平断面形状を、右舷側を曲線とし左舷側を略直線とする翼型とし、プロペラの上方に位置する船底に船舶中心線に対し所定の角度αで左舷側に向けた１つ以上の略矩形の平板状の船尾フィン４０を垂設する構成とした。【選択図】図１
0003135512.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
船舶中心線に沿ってプロペラよりも船尾側の船底から垂設されるラダーホーンと該ラダーホーンの船尾側にあって該ラダーホーンに接して船底から垂設される舵上部スケグとが一体となって呈する平断面形状を、該ラダーホーンの船首側突先部の方向を左舷側に捻って右舷側を曲線とし左舷側を略直線とする翼型とし、
前記プロペラの上方に位置する船底に船舶中心線に対し所定の角度αで左舷側に向けた１つ以上の略矩形の平板状の船尾フィンを垂設した、ことを特徴とする船尾構造。
【請求項２】
前記船尾フィンの側面から見た形状は船底との付け根部分が先端部分よりも広がった台形である、ことを特徴とする請求項１に記載の船尾構造。
【請求項３】
前記船尾フィンの角度αは略１０°である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の船尾構造。
【請求項４】
前記船尾フィンは船舶中心線に対して左舷側および右舷側にそれぞれ１つずつ配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の船尾構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、船尾船底部に配設されるラダーホーンと船尾フィンの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリアクション舵を備える船舶について、図４を基に概説する。なお、図４は、リアクション舵を備える従来型船舶の船尾部分図であり、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は船底見上げ図、図４（ｃ）はリアクション舵のひねり範囲と方向を示す図、である。
【０００３】
リアクション舵３３は、プロペラ５０よりも船尾側にあって、船舶中心線に沿って船底から垂設されるラダーホーン１３に回動自在に軸支されている。そして、リアクション舵３３の上部には、船舶中心線に沿って船底から垂設される舵上部スケグ２０を備えている。
リアクション舵３３は、プロペラの回転エネルギーの回収を狙って舵板を上下で反対方向に捻った形状となっている。すなわち、図４（ｃ）に示すように、プロペラ５０の回転軸よりも上に対置する部分では左舷方向に捻り、回転軸よりも下に対置する部分では右舷方向に捻った形状となっていて、リアクション舵３３の上下端部では、捻りを加えず元に戻したようになっている。
【０００４】
そして、ラダーホーン１３および舵上部スケグ２０の２つを合わせた平断面形状は、船舶中心線（Ｃ．Ｌ．）に対して左右対称の流線型を呈していて、船舶航行中における船底部近傍では、船舶中心線（Ｃ．Ｌ．）に沿った真直ぐな水流がラダーホーン１３の船首側突先部に衝突して、当該船首側突先部の前面に水流のよどみが生じ、船舶の推力に対して抵抗となるという問題があった。
【０００５】
一方、船舶の航行性能を表す指標として自航要素がある。自航要素とは、プロペラおよび船体の相互干渉を表す指標となる値であるが、本願出願人は、この自航要素を改善する発明をなし、この発明は特開２００５−８８６８４号公報に開示されている。
【０００６】
この特開２００５−８８６８４号公報に開示の技術は、「特別な調整を要することなく、簡単な構造でプロペラ下部の自航要素を改善した非対称スターンフレーム下部フィン構造を提供すること」を目的としているが、この目的を達成するために用いた手段を、図５を基に概説する。なお、図５は、特開２００５−８８６８４号公報に開示の技術の実施例を示す図であり、図５（ａ）は非対称スターンフレーム下部フィン構造を後ろ側から見た図、図５（ｂ）は非対称スターンフレーム下部フィン構造を一方の側面から見た図、図５（ｃ）は非対称スターンフレーム下部フィン構造を他方の側面から見た図である。
特開２００５−８８６８４号公報に開示の技術の目的を達成するための手段は、当該発明に係る非対称スターンフレーム下部フィン構造１０１を、船舶の船尾に単板フィン１０９ａ、１０９ｂを固定してなる船尾フィン構造とし、単板フィン１０９ａ、１０９ｂは、プロペラ１０７の前方のスターンフレーム下部１０５ａの左舷、右舷にそれぞれ左右異なった所定の鋭角で固定されており、かつ、単板フィン１０９ａ、１０９ｂの後端側は当該単板フィン１０９ａ、１０９ｂの前端側より前進時におけるプロペラ１０７の回転方向側に傾けて配置されたものとしている。
【特許文献１】特開２００５−８８６８４号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２００５−１４５３５２号公報に開示された技術は、船尾に配設するフィンを、プロペラ前方のスターンフレーム下部の左舷、右舷にそれぞれ左右異なった所定の角度で固定し、各フィンの後端側を当該フィンの前端側より前進時におけるプロペラ回転方向側に傾けて配置することとしているため、ラダーホーンと船底との付け根近傍部分の水流のよどみに起因する船舶の推力に対する抵抗を解決することはできない。
【０００８】
そこで、本願考案は、プロペラ後流域外のラダーホーンの船底との付け根近傍部分に生ずる水流のよどみを低減し、船舶の推力に対する抵抗を緩和するとともに、簡単な構造で自航要素を改善する船尾構造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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本願請求項１に係る船尾構造は、船舶中心線に沿ってプロペラよりも船尾側の船底から垂設されるラダーホーンと該ラダーホーンの船尾側にあって該ラダーホーンに接して船底から垂設される舵上部スケグとが一体となって呈する平断面形状を、該ラダーホーンの船首側突先部の方向を左舷側に捻って右舷側を曲線とし左舷側を略直線とする翼型とし、前記プロペラの上方に位置する船底に船舶中心線に対し所定の角度αで左舷側に向けた１つ以上の略矩形の平板状の船尾フィンを垂設した、ことを特徴としている。
また、本願請求項２に係る船尾構造は、請求項１に記載の船尾構造であって、前記船尾フィンの側面から見た形状は船底との付け根部分が先端部分よりも広がった台形である、ことを特徴としている。
そして、本願請求項３に係る船尾構造は、請求項１または請求項２に記載の船尾構造であって、前記船尾フィンの角度αは略１０°である、ことを特徴としている。
さらに、本願請求項４に係る船尾構造は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の船尾構造であって、前記船尾フィンは船舶中心線に対して左舷側および右舷側にそれぞれ１つずつ配置されている、ことを特徴としている。
【考案の効果】
【００１０】
本願発明では、ラダーホーンの船首側突先部の方向を左舷側に捻って、船底との付け根部分のラダーホーンと舵上部スケグとが一体となって呈する平断面形状を翼型とし、プロペラの上方に位置する船底、すなわち、ラダーホーンの船首側に位置する船底に所定の角度αで複数の船尾フィンを垂設している。このため、船尾フィンによりプロペラの上方の船底近傍の水流は、船舶中心線に対し所定の角度αで左舷側から右舷側へ向かう斜めの水流となり、この斜めの水流がラダーホーンおよび舵上部スケグが一体となって形成する平断面形状が翼型の略直線とする部分に斜めに当たることになり、プロペラ後流域外のラダーホーンの船底との付け根近傍部分に生ずる水流のよどみが無くなるばかりでなく、ラダーホーンおよび舵上部スケグが一体となって形成する翼型には揚力が生じ、この揚力の船舶中心線に平行な分力が船舶の推力となって働く。
さらに、船尾フィンによる斜めの水流はプロペラの回転方向に沿う流れとなるため、自航要素が向上する。これらの相乗効果により、常用出力における馬力低減率が１〜２％となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本願発明を実施するための最良の形態に係る実施例について、図１ないし図３に基づいて説明する。なお、図１は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の船尾部分図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は船底見上げ図、図１（ｃ）はリアクション舵のひねり範囲と方向を示す図であり、図２は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の馬力軽減効果を示すグラフであり、図３は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の自航要素を示すグラフである。
【００１２】
図１において、符号１は実施例に係る船尾構造、符号１１は実施例に係るラダーホーン、符号２０は舵上部スケグ、符号３１は実施例に係るリアクション舵、符号４０は船尾フィン、符号５０はプロペラ、である。また、「Ｃ．Ｌ．」は船舶中心線を示し、「α」は船舶中心線（Ｃ．Ｌ．）と船尾フィン４０との挟角を示し、「Ｗ」は船尾船底を流れる水流の向きを示し、「Ｆ」は揚力の大きさと向きのベクトルを示し、「Ｆｈ」は揚力Ｆの船舶前進方向の分力を示している。
【００１３】
船尾構造１は、プロペラ５０の船尾側に位置し船舶中心線に沿って船底から垂設されるラダーホーン１１と、ラダーホーン１１に回動自在に軸支されているリアクション舵３１と、リアクション舵３１の上部に位置し船舶中心線に沿って船底から垂設される舵上部スケグ２０と、プロペラ５０の上方に位置し船底から垂設される２つの船尾フィン４０、４０と、から構成されている。
【００１４】
従来のラダーホーン１３の平断面の形状は、図４（ａ）に示すように、船首側の突先部が放物線の頂点のような砲弾型となっているが、本実施例に係るラダーホーン１１は、当該突先部を左舷側に捻って左舷側を略直線とし、右舷側を曲線としている。
そして、ラダーホーン１１の船舷側から見た形状は、従来のラダーホーン１３と同様に、垂直部と水平部からなるＬ字状を呈していて、垂直部の船首側、すなわち、ラダーホーン１１の突先部は、船底から離れるに従って徐々に船尾側に後退する斜辺となっているとともに、垂直部の船尾側は垂直となっている。また、垂直部の下端は船尾方向に曲折して水平部が形成されていて、この水平部により後述するリアクション舵３１が回動自在に軸支されている。
【００１５】
舵上部スケグ２０は、ラダーホーン１１の船尾側に位置するとともにラダーホーン１１にその船首側が接するようにして船底から垂設されている。そして、舵上部スケグ２０の側面から見た形状は略矩形であって、下辺は略水平となっている。
また、舵上部スケグ２０の平断面の形状は、従来の舵上部スケグ２０と同様に、船尾側にかけてその幅が徐々に狭まる船舶中心線（Ｃ．Ｌ．）を中心とした左右対称の楔状を呈していて、ラダーホーン１１および舵上部スケグ２０が一体となって形成する平断面の形状は、右舷側を曲線とし左舷側を略直線とする翼型となっている。
【００１６】
リアクション舵３１は、従来のリアクション舵３３と同様に、プロペラの回転エネルギーの回収を狙って舵板を上下で反対方向に捻った形状となっていて、図１（ｃ）に示すように、プロペラ５０の回転軸よりも上に対置する部分では左舷方向に捻り、回転軸よりも下に対置する部分では右舷方向に捻った形状となっているが、従来のリアクション舵３３と異なって、プロペラ５０の回転軸よりも上に対置する部分では、リアクション舵３１の上端部まで左舷方向に捻った状態が続いている。
【００１７】
２枚の船尾フィン４０、４０は、船舷側から見た形状が上辺の長さよりも下辺の長さが短い略等辺台形の平板であって、プロペラ５０の上方に位置する船底から垂設されている。そして、図１（ｂ）に示すように、２枚の船尾フィン４０、４０の平面的な取付け位置は、船舶中心線（Ｃ．Ｌ．）を中心とした略対象の位置にあって、船舶中心線（Ｃ．Ｌ．）に対し所定の角度αで左舷側に斜行した状態で取付けられている。
実施例においては、船尾フィン４０の所定の角度αを１０°とし、船尾フィン４０の下辺の長さを略３．０ｍとし、高さを０．４ｍとしている。
【００１８】
つぎに、船尾構造１の作用効果について説明する。
航行中の船尾構造１を備える船舶は、プロペラ５０が右回転して推力が生じ前進するが、このとき、船底には船首から船尾に流れる水流が生ずる。この水流は２枚の船尾フィン４０により、プロペラ５０上部の船底では、図１（ｂ）の矢印Ｗに示すような、左舷側から右舷側に流れる斜めの水流となる。
この水流は図１（ｃ）に示すように、プロペラ５０の回転方向に一致することとなるため、自航要素が向上する。なお、この効果を水槽実験によって確認したが、水槽実験については、後述する。
【００１９】
さらに、２枚の船尾フィン４０による斜めの水流は、ラダーホーン１１および舵上部スケグ２０の船底との付け根部に斜めに当たることになる。すなわち、ラダーホーン１１および舵上部スケグ２０が形成する翼に迎角αの水流が当たることになるため、ラダーホーン１１および舵上部スケグ２０には、図１（ｂ）に示すように、右舷側斜め前方をベクトルとする揚力Ｆが発生する。そして、この揚力Ｆは前進方向の分力Ｆｈを有するため、常用出力における馬力低減効果が得られる。なお、この効果を水槽実験によって確認したが、水槽実験については、後述する。
【００２０】
ここで、上述した、船尾構造１の作用効果を確認するために行った水槽実験について説明する。
【００２１】
図２は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の馬力軽減効果を示すグラフであり、従来型のラダーホーン１３を備える船舶の場合（実線）と、実施例に係るラダーホーン１１および船尾フィン４０を備える船舶の場合（点線）の馬力低減効果を水槽実験によって得た特性図であり、横軸に船舶の速力（Knots）を、縦軸に馬力（kW)を、それぞれとったものである。
【００２２】
図２に示すように、実施例に係るラダーホーン１１および船尾フィン４０を備える船舶は、従来型のラダーホーン１３を備える船舶の場合と比して、速力（Knots）の如何を問わず常に馬力低減効果を有し、常用出力で航行する場合における馬力低減率は、従来型のラダーホーン１３を備える船舶の場合よりも１〜２％となっている。
【００２３】
図３は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の自航要素を示すグラフであり、従来型の船尾フィン４０の無い船舶の場合（実線）と、実施例に係る船尾フィン４０を備える船舶の場合（点線）の自航要素を水槽実験によって得た特性図であり、横軸にフィールド数Ｆｎを、縦軸に自航要素（１−ｔ、１−Ｗｍ、ηｒ）をそれぞれとったものである。
この図３において、（１−ｔ）は推力減少係数であり、プロペラ５０が船尾にあることで、プロペラ推力が減少することを表す値であり、通常、（１−ｔ）は０．７６〜０．８３で値が高いほど自航要素がよいとする値である。
【００２４】
図３に示すように、実施例に係る船尾フィン４０を備える船舶は、従来型の船尾フィン４０の無い船舶の場合と比して、フルード数の如何を問わず常に推力減少係数が高くなっていて、自航要素が従来型の船尾フィン４０の無い船舶よりも改善されていることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の船尾部分図であり、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は船底見上げ図、図１（ｃ）はリアクション舵のひねり範囲と方向を示す図である。
【図２】図２は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の馬力軽減効果を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例に係る船尾構造を備える船舶の自航要素を示すグラフである。
【図４】図４は、リアクション舵を備える従来型船舶の船尾部分図であり、図４（ａ）は側面図、図４（ｂ）は船底見上げ図、図４（ｃ）はリアクション舵のひねり範囲と方向を示す図である。
【図５】図５は、特開２００５−８８６８４号公報に開示の技術の実施例を示す図であり、図５（ａ）は非対称スターンフレーム下部フィン構造を後ろ側から見た図、図５（ｂ）は非対称スターンフレーム下部フィン構造を一方の側面から見た図、図５（ｃ）は非対称スターンフレーム下部フィン構造を他方の側面から見た図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  実施例に係る船尾構造
１１  ラダーホーン
２０  舵上部スケグ
３１  リアクション舵
４０  船尾フィン
５０  プロペラ
【図１】
0003135512.tif 000003
【図２】
0003135512.tif 000004
【図３】
0003135512.tif 000005
【図４】
0003135512.tif 000006
【図５】
0003135512.tif 000007