(57)【要約】【課題】大きな舵角を取った場合、プロペラから発生する力の変動が大きくなり、これによってポッドプロペラ全体が振動して、不快な船体振動や関連機器の故障の原因となる。【解決手段】船体８から下方に向けてストラット２を設けるとともに、このストラット２を旋回可能に構成し、このストラット２の下部にプロペラ４を具備したポッド３を設け、前記ストラット２の後部の両側部に、船首側の鉛直方向を軸にして後部が側方へ開閉するフラップ１４，１５をそれぞれ設けて、このフラップ１４，１５により小舵角でも所要の舵力を得てポッドプロペラ１に発生する振動を抑止する。【選択図】　　　　図１
2004106563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体から下方に向けてストラットを設けるとともに該ストラットを旋回可能に構成し、該ストラットの下部にプロペラを具備したポッドを設け、前記ストラットの後部の両側部に、船首側を軸にして後部が側方へ開閉するフラップをそれぞれ設けた旋回式ポッドプロペラ。
【請求項２】
前記フラップの船首側を鉛直方向のヒンジ機構で支持し、該フラップを閉鎖状態でストラット外面の流線形断面の一部となるように形成したことを特徴とする請求項１記載の旋回式ポッドプロペラ。
【請求項３】
前記ストラット又はポッド内に前記フラップを開閉させる駆動機を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の旋回式ポッドプロペラ。
【請求項４】
前記フラップのそれぞれ独立した駆動と、両フラップの同時駆動を制御する制御器を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋回式ポッドプロペラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、船舶の推進装置である旋回式ポッドプロペラに関し、詳しくは、小舵角でも大きな舵力が得られる旋回式ポッドプロペラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、船舶は船尾に推進機としてのプロペラと操舵のための舵とを装備し、プロペラで推進力を発生させて舵で操船する構成が一般的に用いられているが、近年、推進機と操舵の機能を併せ持つ旋回式ポッドプロペラを採用する船舶が増えている。
【０００３】
図４は従来の一般的な旋回式ポッドプロペラを示す図面であり、（ａ）　は船体に取付けた状態の側面図、（ｂ）　はポッドプロペラのみの側面図、（ｃ）　はポッドプロペラの正面図、（ｄ）　は（ｂ）　に示すＢ−Ｂ矢視図である。図示する旋回式ポッドプロペラ５１は、船体５６の船尾に、鉛直軸周りに旋回可能なストラット５２を介してポッド５３が設けられ、このポッド５３の船首側にプロペラ５４が装着されている。また、このポッドプロペラ５１は、ポッド５３内にプロペラ５４の駆動モータ５５が設けられている。この駆動モータ５５を駆動するための電力は、船体５６に設けられたゼネレータから供給されている。
【０００４】
この旋回式ポッドプロペラ５１は、プロペラ５４による推進力の発生と、ストラット５２を旋回させることによりポッド５３とともにプロペラ５４を水平面で旋回させて水流の方向を変化させる操舵が可能である。
【０００５】
この種の先行技術として、舵板に旋回式のプロペラを取り付けることにより、プロペラの旋回時には舵板も同様に旋回させてプロペラへの水流方向も変化させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、他の先行技術として、旋回式の推進機のストラット後縁部を舵として構成し、高速航走時には、この舵を回動させることによって操舵しようとするものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１７７６９４号公報
【特許文献２】
特表２０００−５１１４８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記旋回式ポッドプロペラ５１の場合、図５の水流を示す平面図のように、小さな舵角αでは舵力５９が小さいので、短時間で船体を旋回させようとした時には大きな舵角βを取らざるを得ない。この大きな舵角βを取った場合、プロペラ５４（図４）に流入する水流５７はプロペラ５４の回転軸５８（ストラット５２の流れ方向軸線と同じ）に対して大きく斜めから流入することになる。そのため、プロペラ５４は、舵角βと同じ大きさの大きな角度を持った斜流中で回転することになり、プロペラ５４から発生する力の変動が大きくならざるを得ず、これによってポッドプロペラ全体に振動を生じる場合がある。このような振動は、不快な船体振動や関連機器の故障の原因となる。しかも、このような振動を生じた状態では大きな舵力が得られず、所要の船体旋回が短時間で行えない。また、このような振動を抑制するために必要箇所に適切な補強を施すことも考えられるが、その場合には補強によって船体およびポッドプロペラに不要な重量増加を招いてしまう。
【０００９】
このことは前記特許文献１の発明においても同様であり、舵の旋回と共にプロペラそのものも旋回するので、大きな舵角を取った場合にはプロペラに流入する水流はプロペラの回転軸に対して斜めから流入することになり、プロペラから発生する力の変動が大きくなって振動が発生する。
【００１０】
さらに、前記特許文献２の発明の場合には、ストラット後縁部の舵で左右方向の舵力を制御することはできるが、この舵は他の制御を行えるものではない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、前記課題を解決するために、本願発明は、船体から下方に向けてストラットを設けるとともに該ストラットを旋回可能に構成し、該ストラットの下部にプロペラを具備したポッドを設け、前記ストラットの後部の両側部に、船首側を軸にして後部が側方へ開閉するフラップをそれぞれ設けている。このようにストラットの後部にフラップを設けることにより、フラップを開くと開いた側の圧力が高くなるので、ストラットには圧力が低くなるフラップを開いていない側への力が作用し、これによって、フラップを開いていない側への舵力が増加する。したがって、所要の舵力を得るためのポッドプロペラの舵角を小さくでき、小舵角にて所要の舵力を得てポッドプロペラに発生する振動を抑止することができる。また、両側面のフラップを用いて左右方向の舵力と前後方向の推力を制御することができる。
【００１２】
前記フラップの船首側を鉛直方向のヒンジ機構で支持し、該フラップを閉鎖状態でストラット外面の流線形断面の一部となるように形成すれば、フラップの後端側を安定して開閉動作させることが容易で、閉鎖時の水流抵抗を抑えた旋回式ポッドプロペラを構成することができる。
【００１３】
また、前記ストラット又はポッド内に前記フラップを開閉させる駆動機を設ければ、フラップに近い位置で開閉駆動することができ、フラップに作用する大きな水圧を支持することが容易にできる。
【００１４】
さらに、前記フラップのそれぞれ独立した駆動と、両フラップの同時駆動を制御する制御器を設けることにより、旋回時に個々のフラップを独立的に駆動する制御と、両方のフラップを同時に駆動する制御とを任意に組合わせた制御を容易に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本願発明の一実施形態を示すポッドプロペラの図面であり、（ａ）　は側面図、（ｂ）　は（ａ）　のＡ−Ａ矢視図である。図２は同ポッドプロペラにおいてフラップを開閉した状態を示すストラットとフラップの拡大図面であり、（ａ）　は解放時、（ｂ）　は閉鎖時を示す断面図である。
【００１６】
図示するように、このポッドプロペラ１は、船体８から下方にストラット２が突設され、このストラット２の下端にポッド３が連結されている。このポッド３は、ほぼ中央部がストラット２と連結されている。このポッド３の前部には、この例では４枚のスクリュープロペラ４がプロペラハブ５から放射状に設けられている。このプロペラハブ５は、ポッド３の内部に設けられたモータ６の駆動軸７により駆動されている。
【００１７】
前記ストラット２は、旋回軸９を介して船体８にポッド３を支持し、スクリュープロペラ４の推力をこのポッド３を介して船体８に伝えている。このストラット２内には、モータ６を駆動するための図示していない動力線や軸受等へ潤滑油を供給するための油配管等を内包している。このストラット２は、その水平断面が流線形で形成されている。
【００１８】
また、ストラット２の上部は、船体８に設けられた旋回装置１０によって旋回可能に構成されている。この旋回装置１０には、船体８側に設けられた駆動モータ１１と、この駆動モータ１１で駆動する駆動歯車１２と、この駆動歯車１２と噛合して旋回軸９を回動させる旋回歯車１３とが設けられている。したがって、駆動モータ１１を駆動することによって、駆動歯車１２が旋回歯車１３を回動させて旋回軸９を介してストラット２を旋回軸線Ｃを中心にして回動させるように構成されている。このストラット２を回動させることにより、プロペラ４がストラット２とともに回動する旋回式ポッドプロペラ１となり、舵としての機能を発揮することができる。なお、この実施形態では旋回軸９を回動させるように構成しているが、ストラット２の上部に旋回歯車を設け、その旋回歯車でストラット２を回動させるように構成してもよく、ポッドプロペラ４の旋回機構は図示する例に限定されるものではない。
【００１９】
そして、ストラット２の後部の両側部に、フラップ１４，１５がそれぞれ設けられている。このフラップ１４，１５の形状は、所謂、航空機の主翼に装着されているフラップと同様の機能を発揮するように形成されており、船首側（前部）の鉛直方向を軸にしたヒンジ機構１６によって後部側が側方へ開閉可能なように設けられている。したがって、フラップ１４，１５は、船首側を回動中心にして船尾側がそれぞれ側方へ開閉するように構成されている。
【００２０】
また、この実施形態のフラップ１４，１５は、ストラット２の旋回軸９から後部の範囲の後端側約半分に形成されており、これによりフラップ１４，１５がストラット２の流れ方向（図の横方向）の面積の約１／３を占めている。
【００２１】
これらのフラップ１４，１５の大きさとしては、ポッドプロペラ１の大きさ等に応じてストラット２の後部に設けることができる大きさで決定すればよいが、ストラット２の旋回中心よりも後部であればよい。
【００２２】
図２（ａ），（ｂ）　に示すように、ヒンジ機構１６によって開閉可能に設けられたフラップ１４，１５は、ストラット２内に設けられた駆動機によって開閉制御されている。この実施形態の駆動機は、油圧ジャッキ１７で構成されている。油圧ジャッキ１７は、シリンダ１８の基部１８ａがストラット２にピン結合され、ピストン１９の先端１９ａがフラップ１４，１５の基部にピン結合されている。また、ストラット２のピストン１９先端部の格納位置には、ピン結合部を格納するための凹状部２ａが形成されている。
【００２３】
この油圧ジャッキ１７のシリンダ１８先端とストラット２の凹状部２ａとの間は伸縮可能なシール部材であるジャバラ２０で連結され、ストラット２の内部の水密性を保っている。なお、この水密性を保つための手段は他の構成であってもよく、ジャバラ２０に限定されるものではない。
【００２４】
また、このフラップ１４，１５を、ポッドプロペラ１の舵取り角、即ち旋回角に応じて開閉できるようにする制御器２１が設けられている。この制御器２１で制御するポンプ２２によって油圧ジャッキ１７が制御されており、両フラップ１４，１５のいずれを開閉するか、その開閉角度を何度にするかが油圧ジャッキ１７の伸縮量で制御されている。この制御器２１への入力信号は、操縦席等からの電気信号で入力されている。
【００２５】
図３は図１のポッドプロペラにおける水流を示す図面であり、（ａ）　は取舵時、（ｂ）　は面舵時、（ｃ）　はブレーキ時を示す平面図である。
【００２６】
図３（ａ）　に示すように、取舵時にポッド３を時計回りに舵角αで旋回させたときは、上方から旋回軸線Ｃ方向を見たときの左側のフラップ１４を開く。これにより、フラップ１４を開いた側では圧力が上昇するため、ストラット２には開いていないフラップ１５側への力が作用し、これがストラット２に舵力２３として作用する。したがって、ストラット２に沿って流れる水流２４はフラップ１４を開放した側へと大きく曲げられ、小さな舵角でも反フラップ開放側へ大きな舵力２３を得ることができる。
【００２７】
逆に、図３（ｂ）　に示すように、面舵時にポッド３を反時計回りに舵角αで旋回させたときは、上方から旋回軸線Ｃ方向を見たときの右側のフラップ１５を開く。これにより、フラップ１５を開いた側では圧力が上昇するため、ストラット２には開いていないフラップ１４側への力が作用し、これがストラット２に舵力２３として作用する。したがって、ストラット２に沿って流れる水流２４はフラップ１５を開放した側へと大きく曲げられ、小さな舵角でも反フラップ開放側へ大きな舵力２３を得ることができる。
【００２８】
一方、図３（ｃ）　に示すように、左右両方のフラップ１４，１５を同時に開くことにより、ストラット２の両側面に沿って流れる水流２４のスピードが両フラップ１４，１５によって弱められるため、ストラット２の両側部で圧力上昇してブレーキ効果を得ることができる。
【００２９】
このように、船舶の推進装置である旋回式ポッドプロペラ１を、小さな舵角α（旋回量）で大きな舵力２３が得られるようにすることにより、ポッドプロペラ１自体の舵角を取る範囲が小さくなり、振動を生じない範囲の舵角での操船が可能となる。
【００３０】
つまり、比較的小舵角で所要の船体旋回が実現可能となる舵力を発生させるとともに、船体旋回時に不要な振動を軽減させることができる旋回式ポッドプロペラ１を構成することができる。しかも、振動対策のために、ポッドプロペラ１および船体８の補強も不要である。
【００３１】
なお、上述した実施形態では、フラップ１４，１５を開閉させる駆動機に油圧ジャッキ１７を使用しているが、例えば、歯車を組み合わせて駆動機を構成するようにしてもよく、駆動機に関する構成は上述した実施形態で限定されるものではない。
【００３２】
また、前記実施の形態では、ストラット２の内部にフラップ１４，１５を開閉させる駆動機（油圧ジャッキ１７）を設けているが、ポッド３内に駆動機を設けてフラップ１４，１５を開閉させるように構成してもよく、駆動機を設ける位置は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
さらに、上述した実施形態は一実施形態であり、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
【発明の効果】
本願発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載するような効果を奏する。
【００３５】
小舵角にて所要の舵力を得てポッドプロペラに発生する振動を低減することが可能となる。また、左右方向の舵力制御と前後方向の推力制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態を示すポッドプロペラの図面であり、（ａ）　は側面図、（ｂ）　は（ａ）　のＡ−Ａ矢視図である。
【図２】図１に示すポッドプロペラにおいてフラップを開閉した状態を示すストラットとフラップの拡大図面であり、（ａ）　は解放時、（ｂ）　は閉鎖時を示す断面図である。
【図３】図１のポッドプロペラにおける水流を示す図面であり、（ａ）　は取舵時、（ｂ）　は面舵時、（ｃ）　はブレーキ時を示す平面図である。
【図４】従来のポッドプロペラを示す図面であり、（ａ）　は船体に取付けた状態の側面図、（ｂ）　はポッドプロペラのみの側面図、（ｃ）　はポッドプロペラの正面図、（ｄ）　は（ｂ）　に示すＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図４のポッドプロペラにおける面舵時の水流を示す平面図である。
【符号の説明】
１…ポッドプロペラ
２…ストラット
３…ポッド
４…プロペラ
５…プロペラハブ
６…モータ
７…駆動軸
８…船体
９…旋回軸
１０…旋回装置
１１…駆動モータ
１２…駆動歯車
１３…旋回歯車
１４，１５…フラップ
１６…ヒンジ機構
１７…油圧ジャッキ
２０…ジャバラ
２１…制御器
２２…ポンプ
２３…舵力
２４…水流
Ｃ…旋回軸線
α…舵角
【図１】
2004106563.tif 000003
【図２】
2004106563.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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