(57)【要約】【課題】舵の方向を変化させる際に、可能な限り後進のための推進力を得られるようにする。【解決手段】プロペラ４の後方に取り付けられた左右一対の舵５の方向を変えることによって逆進方向の推進力を得られるようにする際、それぞれの舵５に、プロペラ４の回転半径内に位置して、進行方向に対する角度を変えられるようにした第一ブレード５１と、当該第一ブレード５１の後端側にヒンジ５５で連結され、当該第一ブレード５１に対して角度を変えられるようにした第二ブレード５６とを備え、緊急停止させる際に、前記第一ブレード５１の後端側を左右外側後方に向けるようにするとともに、前記第二ブレード５６の先端側を左右外側前方に向けるように屈曲させる。そして、プロペラ４からの風を第一ブレード５１で斜め後方に流すとともに、そこから、プロペラ４の回転半径の外側で斜め前方に流すようにする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラの後方に取り付けられた複数枚の舵の方向を変えることによって逆進方向の推進力を得られるようにした船舶において、
前記複数枚の舵のそれぞれに、プロペラの回転半径内に位置して、進行方向に対する角度を変えられるようにした第一ブレードと、
当該第一ブレードの後端側に屈曲可能に連結され、当該第一ブレードに対して角度を変えられるようにした第二ブレードと、
前進走行時に船舶を停止させる際に、前記第一ブレードの後端側を左右外側後方に向けるようにするとともに、前記第二ブレードの先端側を左右外側前方に向けるように屈曲させるように各ブレードを制御する制御部と、
を備えるようにしたことを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記制御部が、
前進走行時に船舶を停止させる際に、前記第一ブレードの後端側をプロペラの回転半径の外側に位置させるように左右外側後方に向けるとともに、前記第二ブレードの先端側をプロペラの回転半径の外側で、左右外側前方に向けるように屈曲させるようにしたものである請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
請求項１に記載の船舶において、
除草剤もしくは肥料を貯留するタンクと、
当該タンク内に前記プロペラを駆動するエンジンからの排圧を供給する供給管と、
当該排圧によって排出された除草剤もしくは肥料を散布するノズルと、
を備えた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、船舶やラジコンボート（以下、「船舶」と称する）を緊急停止させる際に、舵の制御方法に特徴を有する船舶に関し、より詳しくは、緊急停止させる際にプロペラの回転方向を変えることなく、逆進方向への推進力を与えられるようにした船舶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な船舶では、水中のプロペラ（スクリュー）や空中のプロペラを回転させることによって、前方方向への推進力を得られるようにするとともに、船舶を減速あるいは停止させる場合には、そのプロペラの回転を停止させて水の抵抗を利用するようにしている。
【０００３】
しかしながら、このような方法で船舶を減速や停止させる場合、比較的制動距離が長い場合は問題ないが、危険物を回避しなければならないような緊急時には、制動距離が長くなってしまい、危険物に衝突してしまう危険性がある。このような場合、プロペラを逆転させて逆進させる方法も考えられるが、高速走行時においては、プロペラの慣性力によって、プロペラを急に逆方向に回転させることができない。
【０００４】
そこで、下記の特許文献１〜３などには、図８（ａ）に示すように、プロペラの後方に設けられた二枚の舵９を両外向きに広げることによって、流体の抵抗を大きくし、これによって制動距離を短くできるようにした方法が提案されている。このような方法によれば、通常、舵９を左右に広げることによって、大きな抵抗を受けることができ、船舶の制動距離を短くすることができるというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０５２８８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６２９６５号公報
【特許文献３】特開平９−１３６６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような方法で船舶を緊急停止させる場合であっても、次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、図８（ａ）に示されるような船舶の停止方法は、舵９を左右外側に広げることによって抵抗を増やして制動距離を短くするものであるが、通常、高速走行時に緊急停止させる場合、プロペラが慣性力によって回転し続けているため、仮に舵９を左右に広げたとしても、プロペラの推進力を遮断するだけであって、制動距離を短くすることができない。
【０００８】
一方、上記特許文献２には、図８（ｂ）に示すように、舵９の後端側をそれぞれ前方へ向くように回転させ、これによって後進のための推進力を得られるようにした方法が開示されている。しかしながら、このように舵９を広げて緊急停止させる場合、舵の後端側を９０度以上回転させると、図８（ｂ）の黒塗りの矢印に示されるように、流体が両舵の中央付近に集まってしまい、そこから上下方向に流体が流れて、後進のための推進力を得ることができない。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、舵の方向を変化させる際に、可能な限り後進のための推進力を得られるようにした舵の制御装置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】
【００１０】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、プロペラの後方に取り付けられた複数枚の舵の方向を変えることによって逆進方向の推進力を得られるようにした船舶において、前記複数枚の舵のそれぞれに、プロペラの回転半径内に位置して、進行方向に対する角度を変えられるようにした第一ブレードと、当該第一ブレードの後端側に屈曲可能に連結され、当該第一ブレードに対して角度を変えられるようにした第二ブレードと、前進走行時に停止させる際、前記第一ブレードの後端側を左右外側後方に向けるようにするとともに、前記第二ブレードの先端側を左右外側前方に向けるように屈曲させるように各ブレードを制御する制御部とを備えるようにしたものである。
【００１１】
このようにすれば、緊急停止時に、第一ブレードによってプロペラからの流体の流れを左右後方に向けて流すことができるとともに、そこから第二ブレードによって、その流れを前方に向けて流すことができるため、逆進方向への推進力を与えて緊急停止時の制動距離を短くすることができるようになる。
【００１２】
また、このような発明において、前進走行時に船舶を停止させる際、前記第一ブレードの後端側をプロペラの回転半径の外側に位置させるように左右外側後方に向けるとともに、前記第二ブレードの先端側をプロペラの回転半径の外側で、左右外側前方に向けるように屈曲させる。
【００１３】
このようにすれば、第二ブレードがプロペラの回転半径の外側に位置しているため、第一ブレードから流れてくるプロペラからの流体を前方に流すことができる。
【００１４】
さらに、除草剤もしくは肥料を貯留するタンクと、当該タンク内に前記プロペラを駆動するエンジンからの排圧を供給する供給管と、当該排圧によって排出された除草剤もしくは肥料を散布するノズルとを備えるようにする。
【００１５】
このようにすれば、エンジンの排圧によって除草剤や肥料を散布することができるので、簡単な構成によって、高速走行時には散布量を増やすことができ、また、緊急停止時には散布量を小さくすることができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、プロペラの後方に取り付けられた複数枚の舵の方向を変えることによって逆進方向の推進力を得られるようにした船舶において、前記複数枚の舵のそれぞれに、プロペラの回転半径内に位置して、進行方向に対する角度を変えられるようにした第一ブレードと、当該第一ブレードの後端側に屈曲可能に連結され、当該第一ブレードに対して角度を変えられるようにした第二ブレードと、前進走行時に船舶を停止させる際、前記第一ブレードの後端側を左右外側後方に向けるようにするとともに、前記第二ブレードの先端側を左右外側前方に向けるように屈曲させるように各ブレードを制御する制御部とを備えるようにしたので、緊急停止時に、第一ブレードによってプロペラからの流体の流れを左右後方に向けて流すことができるとともに、そこから第二ブレードによって、その流れを前方に向けて流すことができる。これにより、逆進方向への推進力を与えて緊急停止時の制動距離を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態を示す船舶とコントローラーを示す概略図
【図２】同形態における船舶の平面概略図
【図３】同形態におけるプロペラから出力される風を示す図
【図４】同形態における舵の第一ブレードと第二ブレードを示す拡大図
【図５】同形態における船舶を緊急停止させる際の舵の方向を示す図
【図６】同形態における船舶を方向制御する際の舵の方向を示す図
【図７】他の実施の形態における舵の制御を示す図
【図８】従来の緊急停止時の舵の方向を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の位置実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
この実施の形態における船舶１は、例えば、水田の水面上を走行しながら除草剤を散布できるようにしたものであって、図１に示すように、比較的水深の浅い水辺に浮かべられる船体２と、その船体２に設けられた除草剤散布機３と、エアーを後方に吹き出すようにしたプロペラ４と、そのプロペラ４の後方に設けられた左右一組の舵５（図２など参照）とを備えて構成されている。そして、特徴的には、図５に示すように、その舵５を、プロペラ４の回転半径内に設けられた第一ブレード５１と、その第一ブレード５１の後方のヒンジ５５で連結される第二ブレード５６を設けて構成し、前進時には、第一ブレード５１を前後方向に固定した状態で、第二ブレード５６の角度を変えて方向変換できるようにするとともに、緊急停止時には、第一ブレード５１の後端を左右後方に広げるとともに、そこから第二ブレード５６の後端側を左右前方に向けるようにして逆進方向への推進力を得られるように制御部６１で制御できるようにしたものである。以下、本実施の形態について詳細に説明する。なお、説明において、船舶１に前後方向をＸ軸方向（後方側を軸方向とする）として説明する。
【００２０】
まず、この船舶１を構成する船体２は、中空構造をなすＦＲＰによって平面視矩形状に構成されるものであって、中空状に構成することによって船底までを薄くした場合であっても喫水線までを浅くできるようにすることによって、水深の浅い水田でも走行できるようにしている。また、このように船底までを薄くすることによって、風の強い状態であっても、風の影響を受けにくくしている。
【００２１】
この船体２上に設けられる除草剤散布機３は、水田に除草剤を散布できるようにしたものであって、タンク３０に貯留された液体の除草剤をノズル３２から散布できるようにしている。ここで除草剤を散布する場合、船舶１の速度によってノズル３２からの排出量を調整するようにしておくことが好ましい。ここでは、プロペラ４の駆動源であるエンジン４０の排ガスをタンク３０内に供給する供給管３１をタンク３０に取り付け、その供給管３１によってタンク３０内の圧力を調整する。そして、その圧力によって排出された除草剤を後方のノズル３２から水田に散布させるようにしている。なお、ここでは、排圧によって散布量を調整できるようにしているが、ノズル３２の孔径を調整することによって除草剤の排出量を調整できるようにしてもよく、あるいは、排出量を調整するのはなく、常に一定量の除草剤を排出させるようにしてもよい。また、除草剤を散布する場合、後方のノズル３２から水田に散布させるようにしているが、タンク３０からプロペラ４に向けて排出し、そのプロペラ４から除草剤を拡散させて散布させるようにしてもよい。
【００２２】
一方、このプロペラ４は、船体２の上面中央から後方に設けられるものであって、複数設けられた羽根４１をエンジン４０で回転させることによって後方への推進力を得られるようにしている。このエンジン４０は、燃料タンクに貯留されたガソリンよって駆動できるようになっている。ところで、このようなプロペラ４の羽根４１を回転させると、図３に示すように、そのプロペラ４からの風速は回転半径の外側よりやや内側で最も強くなり、プロペラ４の回転中心では、やや風速が小さくことになる。このため、このような状態で出力される風力によって効率よく操舵できるようにするために、この風速が最も大きい位置に舵５を設けるようにする。このプロペラ４は、ラジコンのコントローラー６に設けられた制御部６１などによって回転速度や正方向および逆方向への回転が制御させる。
【００２３】
このプロペラ４の後方に設けられる舵５は、図２に示すように、船体２の左右方向に一定の間隔を設けて一対設けられるものであって、図４に示すように、それぞれＸ軸方向への長さが比較的長く設定された第一ブレード５１と、この第一ブレード５１の後端側のヒンジ５５で連結され、Ｘ軸方向の長さが比較的短く設定された第二ブレード５６とを設けて構成されている。このうち、第一ブレード５１は、その中央付近に設けられた第一回転軸を中心に回転できるようになっており、船体２に取り付けられた第一アクチュエーター５２を用いて角度を調整できるようになっている。このとき、第一ブレード５１の角度としては、通常の前進走行時においては、Ｘ軸に沿った方向としておき、逆進走行時においては、図５に示すように、Ｘ軸の軸方向から船体２の左右両外側に６０度〜８０度の範囲内に設定する。そして、このように角度を最大限変更した場合に、平面視において、その後端側がプロペラ４の回転半径の外側近傍（好ましくは、羽根４１の外側）に位置するようにしている。なお、この第一ブレード５１の角度を変える場合、図４に示すように、その第一ブレード５１の下辺に取り付けられたＬ字状のプレート片５３に、第一アクチュエーター５２からの連結部材５４を連結させ、この連結部材５４を軸方向に進退させることによって第一ブレード５１の角度を制御する。なお、この第一ブレード５１の角度調整についても、コントローラー６の制御部６１で制御される。
【００２４】
一方、第二ブレード５６は、この第一ブレード５１の後端側に設けられたヒンジ５５で連結されており、第二アクチュエーター５７によって第一ブレード５１との角度を調整できるようになっている。この第二ブレード５６の角度を調整する場合、第一ブレード５１に取り付けられた第二アクチュエーター５７と、第二ブレード５６の下辺に取り付けられたＬ字状のプレート片５８との間に第二連結部材５９を取り付け、この第二連結部材５９を軸方向に進退させるように第二アクチュエーター５７を制御する。この第二ブレード５６の制御についても、同様にコントローラー６の制御部６１によって第一ブレード５１とともに制御される。
【００２５】
この制御部６１は、図１に示すラジコンのコントローラー６に設けられるものであって、上下方向に傾倒される第一ジョイスティック６２と、左右方向に傾倒される第二ジョイスティック６３などを設けて構成される。また、必要に応じて緊急停止ボタン６４などが設けられる。そして、第一ジョイスティック６２を上方に傾倒させることによってエンジン４０を正方向に回転させ、逆に、下方に傾倒させることによってエンジン４０を逆方向に回転させる。また、第二ジョイスティック６３を右側に傾倒させることによって舵５を右に切って右旋回できるようにし、逆に、左側に傾倒させることによって左旋回できるようにしている。
【００２６】
このような構成において、船舶１を前進させる際の舵５の制御方法や、船舶１を緊急停止させる際の舵５の制御方法について説明する。
【００２７】
（１）直進時
【００２８】
まず、船舶１を直進させる際は、図６（ａ）に示すように、第一ブレード５１と第二ブレード５６をそれぞれＸ軸方向に沿うように直線状にしておく。このとき、舵５の外側と内側とでは、プロペラ４から出力される風速の違いによって僅かな揚力が発生するが、左右対称に舵５を設けているため、その揚力を打ち消し合って船舶１を直進させるようにすることができる。
【００２９】
（２）右旋回時
【００３０】
船舶１を右側に旋回させる際には、図６（ｂ）に示すように、それぞれの舵５の第一ブレード５１を直進時の状態のまま固定しておき、その状態で第一ブレード５１に取り付けられた第二アクチュエーター５７をコントローラー６で制御して、それぞれの第二ブレード５６の後端側を右方向に移動させる。すると、プロペラ４からの風が斜め右後方へと出力され、これによって船首が右方向に向いて船舶１を右方向に旋回させることができる。このように船舶１を右旋回させる場合、コントローラー６の第二ジョイスティック６３を右側に傾倒させることによって、舵５を制御して船舶１を右旋回させる。
【００３１】
（３）左旋回時
【００３２】
また、船舶１を左旋回させる際には、図６（ｃ）に示すように、それぞれの第一ブレード５１を直進時の状態のまま固定しておき、その状態で第一ブレード５１に取り付けられた第二アクチュエーター５７をコントローラー６で制御して、それぞれの第二ブレード５６の後端側を左方向に移動させる。すると、プロペラ４からの風が斜め左後方へと出力され、これによって船首が左方向に向いて船舶１を左方向に旋回させることができるようになる。このように船舶１を左旋回させる場合、コントローラー６の第二ジョイスティック６３を左側に傾倒させることによって、舵５を制御して船舶１を左旋回させる。
【００３３】
（４）緊急停止時／後進時
【００３４】
一方、船舶１を緊急停止させる際には、図５や図６（ｄ）に示すように、それぞれの第一アクチュエーター５２を駆動させて第一ブレード５１の後端側が左右両外側に向くようにする。このときの第一ブレード５１の角度θとしては、６０度〜８０度の範囲内としておき、プロペラ４から出力された風が第一ブレード５１によって左右両外側にスムーズに流れるようにする。また、このような角度に第一ブレード５１を設定した際には、それぞれの第一ブレード５１の前端側の隙間が小さくなるようにしておき、これによって、その隙間から後方に風が流れないようにしておく。また、このような角度に第一ブレード５１を設定した際、第一ブレード５１の後端側については、プロペラ４の回転半径の外側に位置するようにしておき、これによって、プロペラ４からの風をスムーズに外側に流れるようにする。そして、このように第一ブレード５１を左右対称に広げるとともに、ヒンジ５５を介して取り付けられた第二ブレード５６の角度を制御する。この第二ブレード５６の角度を制御する際には、第二アクチュエーター５７を駆動させて、それぞれの第二ブレード５６の後端側が船舶１の前方側に向くようにする。このとき第二ブレード５６の後端側については、プロペラ４の回転半径の外側に位置するようになっているので、プロペラ４からの直接的な風の影響を受けることがなく、第一ブレード５１に沿って流れてきた風を斜め前方へと流すことができる。そして、このように斜め前方へと出力された風のうち、Ｘ軸方向に沿った成分が逆進時における推進力として働くことになる。これにより、緊急停止させる際に、プロペラ４が慣性力で回転し続けたとしても、左右に広げられた第一ブレード５１や第二ブレード５６によって逆進方向への推進力を得ることができ、制動距離を短くすることができる。なお、このように船舶１を緊急停止させる場合、コントローラー６に設けられた緊急停止ボタン６４を押下することなどによって行われるか、あるいは、第一ジョイスティック６２を急に中立ポジションに戻すことなどによって行われる。
【００３５】
このように上記実施の形態によれば、プロペラ４の後方に取り付けられた複数枚の舵５の方向を変えることによって逆進方向の推進力を得られるようにした船舶１において、前記複数枚の舵５のそれぞれに、プロペラ４の回転半径内に位置して、進行方向に対する角度を変えられるようにした第一ブレード５１と、当該第一ブレード５１の後端側に屈曲可能に連結され、当該第一ブレード５１に対して角度を変えられるようにした第二ブレード５６と、前進走行時から停止させる際に、前記第一ブレード５１の後端側を左右外側後方に向けるようにするとともに、前記第二ブレード５６の先端側を左右外側前方に向けるように屈曲させるようにしたので、緊急停止時に、第一ブレード５１によってプロペラ４からの流体の流れを左右後方に向けて流すことができるとともに、そこから第二ブレード５６によって、その流れを前方に向けて流すことができる。これによって、逆進方向への推進力を与えて緊急停止時の制動距離を短くすることができる。
【００３６】
また、停止時に、前記第一ブレード５１の後端側をプロペラ４の回転半径の外側に位置させるように左右外側後方に向けるとともに、前記第二ブレード５６の先端側をプロペラ４の回転半径の外側で、左右外側前方に向けるように屈曲させるようにしたので、第一ブレード５１から流れてくるプロペラ４からの流体をスムーズに前方に流すことができるようになる。
【００３７】
さらには、除草剤を貯留するタンク３０と、当該タンク３０内に前記プロペラ４を駆動するエンジン４０からの排圧を供給する供給管３１と、当該排圧によって排出された除草剤もしくは肥料を散布するノズル３２とを備えるようにしたので、簡単な構成によって、高速走行時には散布量を増やすことができ、また、緊急停止時には散布量を少なくすることができるようになる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３９】
例えば、上記実施の形態では、水田で使用されるラジコンボートを船舶１の例として挙げたが、ラジコンボートだけでなく、実際に人間や荷物、車両などを乗せる船舶などにも適用することができる。
【００４０】
また、上記実施の形態では、水田に除草剤を散布する船舶１について説明したが、除草剤だけでなく、肥料などを散布するな場合にも適用することもできる。
【００４１】
さらには、上記実施の形態では、水面上に舵５を有する構成について説明したが、水中に設けられたプロペラの後方に舵を設ける場合についても同様の構成を適用することができる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、左右一対の舵５を同じ方向あるいは左右対称に制御させるようにしたが、図７に示すように、一方の舵５のみを逆進方向に推進力を得られるようにするとともに、他方の舵５については、前進方向に推進力を得られるように制御するようにしてもよい。この場合、一方の舵５の第一ブレード５１については６０度〜８０度の範囲内に角度θを設定するとともに、これに連結される第二ブレード５６については、後端側が前方に向くようにする。一方、他方の舵５については、第一ブレード５１と第二ブレード５６をＸ軸方向に沿うようにする。このようにすれば、逆進方向の推進力と直線方向の推進力によって船舶１に回転モーメントを発生させることができ、船舶１をその場で回転させることが可能となる。
【００４３】
また、上記実施の形態では、制御部６１をラジコンのコントローラー６側に設けるようにしたが、船体２側に設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・船舶
２・・・船体
３・・・除草剤散布機
３０・・・タンク
３１・・・供給管
３２・・・ノズル
４・・・プロペラ
４０・・・エンジン
４１・・・羽根
５・・・舵
５１・・・第一ブレード
５２・・・第一アクチュエーター
５３・・・プレート片
５４・・・連結部材
５５・・・ヒンジ
５６・・・第二ブレード
５７・・・第二アクチュエーター
５８・・・プレート片
５９・・・連結部材
６・・・コントローラー
６１・・・制御部
６２・・・第一ジョイスティック
６３・・・第二ジョイスティック
６４・・・ボタン
【図１】
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【図２】
2014218142.tif 000004
【図３】
2014218142.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014218142.tif 000008
【図７】
2014218142.tif 000009
【図８】
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