(57)【要約】【課題】船舶の旋回時において、ポッド推進器の旋回角度が小さくても、船舶の旋回のために大きな旋回力を発生して船舶の旋回性能を向上することができ、ポッド推進器の旋回時における操舵力及びポッド推進器の抵抗増加を低減することができるポッド推進器及びそれを備えた船舶を提供する。【解決手段】船舶１の船体１ｂに対して旋回可能又は揺動可能に設けられるポッド推進器１０において、船舶１の旋回に寄与する力を発生する補助舵１５を、ポッド推進器１０のポッド１２よりも後側で、ポッド推進器１０のプロペラ１４の後流が当たる位置に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶の船体に対して旋回可能又は揺動可能に設けられるポッド推進器において、船舶の旋回に寄与する力を発生する補助舵を、ポッド推進器のポッドよりも後側で、ポッド推進器のプロペラの後流が当たる位置に配置したことを特徴とするポッド推進器。
【請求項２】
前記ポッド推進器がプロペラをポッドの後側に配置したプッシャータイプのポッド推進器であることを特徴とする請求項１記載のポッド推進器。
【請求項３】
前記補助舵の全体又は一部を揺動可能にして設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のポッド推進器。
【請求項４】
前記補助舵の支持部材を、ポッド推進器の旋回又は揺動方向に垂直な断面積が旋回又は揺動方向に沿った断面積よりも小さくなるように配置して設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポッド推進器。
【請求項５】
前記補助舵の支持部材の一部又は全体を、水流に沿った翼形状に形成し、この翼形状の部分により推進力を得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のポッド推進器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のポッド推進器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、船体に対して旋回可能又は揺動可能に設けられたポッド推進器及びそれを備えた船舶に関し、より詳細には、船舶の旋回性能を向上できるポッド推進器及びそれを備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船体に対して旋回可能又は揺動可能に設けられたアジマスタイプのポッド推進器を備えた船舶では、舵を設けずに、ポッド推進器を旋回又は揺動させることにより、ポッド推進器のプロペラで発生する推力の方向を船舶に対して変化させて、船舶を旋回する力を発生している。このポッド推進器を旋回又は揺動する方法では、プロペラ推力の傾斜角に関する正弦成分（Ｓｉｎ成分）と支柱（ストラット）の舵効果による横力を利用している。
【０００３】
しかしながら、船舶の進路を変更する旋回時に、大きな旋回力を得ようとすると、ポッド推進器の旋回角度を大きくする必要があるため、ポッド推進器が水流に対して大きく傾斜することになり、ポッド推進器の旋回を妨げる方向に作用するモーメント、及び、ポッド推進器の抵抗が大きくなり、ポッド推進器の旋回用の駆動力の増加、及び、ポッド推進器の抵抗増加による船速低下が生じるという問題がある。
【０００４】
この対策の一つとして、プロペラをポッドの先端に備えたトラクタータイプのポッド推進器においてポッドを支持する支柱の後縁にフラップ（舵）を揺動可能に設けて、高速航行時の操舵操作時においては、ポッド推進器を旋回又は揺動することなく、このフラップを動かして操船することにより、高速航行時におけるポッド推進器への力やモーメントの増加とポッド推進器の抵抗増加を回避する海上推進及び操舵装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、同様に、プロペラをポッドの後側に備えたプッシャータイプのポッド推進器においてポッドを支持する支柱（整流材）の後縁、又は、前縁、又は、側壁部にフラップ（補助操舵部材）を回動可能に設けて、航行時においては、ポッド推進器を旋回又は揺動することなく、このフラップを動かして船体の方位（直進性）を維持し、旋回時における操舵力をより一層向上させるアジマス推進器が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
しかしながら、これらのポッドの支柱にフラップを設ける構造では、船上の機関からＺ形状に回転軸を配置して、即ち、船上の略水平の回転軸から略鉛直の回転軸を経由して略水平のプロペラ回転軸に回転を伝達して、プロペラを回転させるシステムを採用した場合に、ポッドを支持するために構造強度が要求される支柱内に、回転伝達機構やフラップの開閉機構を収納する必要が生じるため、支柱の構造が複雑化し厚みを増すことになるので、ポッド推進を旋回駆動するための旋回モーメントが大きくなり、また、支柱の抵抗も大きくなるという問題がある。
【０００７】
また、ポッド推進装置から分離した補助舵を、船尾突出部の下方でかつポッド推進装置より後方の離れた位置に設けて、旋回駆動力が少なくてすみ、かつ前進推力を低下させることなく操舵性を向上させるポッド推進船の操舵装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
しかしながら、この場合には、ポッド推進装置の旋回機構とは別に補助舵を操作すための操舵用の旋回装置が必要となり、また、ポッド推進装置を旋回又は揺動させると、ポッド推進装置のプロペラの後流が船尾突出部の下方に設けられた補助舵に当たらなくなり、折角のプロペラ後流を操舵に利用できなくなるという問題がある。
【特許文献１】特表２０００−５１１４８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１８９３号公報
【特許文献３】特開２００５−２５５１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、船舶の旋回時において、ポッド推進器の旋回角度が小さくても、船舶の旋回のために大きな旋回力を発生して船舶の旋回性能を向上することができ、ポッド推進器の旋回時における操舵力及びポッド推進器の抵抗増加を低減することができるポッド推進器及びそれを備えた船舶を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明のポッド推進器は、船舶の船体に対して旋回可能又は揺動可能に設けられるポッド推進器において、船舶の旋回に寄与する力を発生する補助舵を、ポッド推進器のポッドよりも後側で、ポッド推進器のプロペラの後流が当たる位置に配置して構成される。
【００１１】
この構成では、補助舵を、船体に設けるのではなく、ポッド推進器のポッドの後側の位置にポッド推進器と一体化して設け、ポッド推進器と共に旋回又は揺動するように形成する。この構成により、補助舵で発生する旋回力を利用できるようになるので船舶の旋回力を向上できる。
【００１２】
更に、補助舵をプロペラの後流が当たる、プロペラ後流中に配置するため、この補助舵に流入する水流の速度がポッド推進器のプロペラによって加速されるので、補助舵が発生する船舶に対する旋回力が大きくなり、補助舵の舵性能が向上する。その結果、補助舵をポロペラ後流中に設けない場合に比べて、補助舵で発生できる旋回力が大きくなり、同じ旋回力を得るための舵面積を小さくでき、補助舵による抵抗増加もより少なくできる。
【００１３】
従って、操舵力の向上による操縦性能の向上により、小舵角による操船を実現することができるので、ポッド推進器の旋回角度を大きくする必要がなくなるので、ポッド推進器のための旋回又は揺動用の駆動力及び船速の低下量を小さくすることができる。
【００１４】
しかも、ポッド推進器を旋回又は揺動する機構だけで、ポッド推進器と一体化した補助舵を旋回又は揺動することができる。そのため、補助舵をポッド推進器に、可動にすることなく固定する場合は、ポッド推進器の旋回力を増加するだけで済み、補助舵を旋回又は揺動するための機構を新たに設ける必要が無くなり、また、支柱（ストラット、整流材）にフラップを設ける構造に比較して、構造が著しく単純となる。
【００１５】
上記のポッド推進器において、前記ポッド推進器がプロペラをポッドの後側に配置したプッシャータイプのポッド推進器である場合には、より効果を大きくすることができる。つまり、本発明は、プロペラが後側に装着されるプッシャータイプのポッド推進器と、プロペラが前側に装着されるトラクタータイプのポッド推進器等、ポッドにおけるプロペラ位置に関係なくに適用できるが、プッシャータイプの推進器の方が、補助舵でプロペラ後流をより有効に利用できるのでより好ましい。
【００１６】
また、上記のポッド推進器において、補助舵の全体又は一部を揺動可能に設ける。補助舵はポッド推進器に対して可動にすることなく固定に設けてもよいが、ポッド推進器に対して補助舵の全体を揺動可能に形成して、ポッド推進器に対して舵角を取れるように構成してもよい。又、補助舵の一部にフラップを設けて、このフラップを可動にして設けてもよい。
【００１７】
また、上記のポッド推進器において、前記補助舵の支持部材を、ポッド推進器の旋回又は揺動方向に垂直な断面積が旋回又は揺動方向に沿った断面積よりも小さくなるように配置して設けると、ポッド推進器の旋回又は揺動の際の支持部材の抵抗を減少することができるので、ポッド推進器の旋回又は揺動トルクを小さくすることができる。
【００１８】
また、上記のポッド推進器において、前記補助舵の支持部材の一部又は全体を、水流に沿った翼形状に形成し、この翼形状の部分により推進力を得るように配置することにより、ポッド推進器の抵抗を減少できるので、ポッド推進器の推進効率を向上できる。
【００１９】
これらの構成によれば、ポッド推進器の旋回角によって生じる旋回力に加えて、補助舵の舵角によって生じる比較的小さいな旋回力を利用できるようになるので、旋回力の微調整ができるようになり、よりきめ細かい旋回制御が可能となる。
【００２０】
そして、上記の目的を達成するための本発明の船舶は、上記のポッド推進器を備えて構成される。この構成により、少ない旋回用の駆動力で船速の低下を抑制しながら操縦性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のポッド推進器によれば、プロペラ後流中に補助舵を配置することにより、プロペラ後流を有効に利用して、補助舵の操舵力の向上を図ることができ、船舶の操縦性能を向上することができる。この操縦性能の向上により、ポッド推進器の小旋回角度による操船を実現することができるので、ポッド推進器の旋回角度を大きくする必要がなくなり、旋回用の駆動力及び船速の低下量を小さくすることができる。
【００２２】
また、ポッド推進器をプロペラをポッドの後側に配置したプッシャータイプのポッド推進器とすると、補助舵でプロペラ後流をより有効に利用できるので、補助舵の操舵力をより向上することができる。
【００２３】
更に、補助舵の全体又は一部を揺動可能にして設けることにより、補助舵用の小さいな旋回力で旋回力の微調整ができるようになるので、きめ細かい旋回制御が可能となる。
【００２４】
そして、補助舵の支持部材を、ポッド推進器の旋回又は揺動方向に垂直な断面積が旋回又は揺動方向に沿った断面積よりも小さくなるように配置して設けると、ポッド推進器の旋回又は揺動トルクを小さくすることができる。
【００２５】
また、補助舵の支持部材の一部又は全体を、水流に沿った翼形状に形成し、この翼形状の部分により推進力を得るように配置して構成すると、ポッド推進器の抵抗を減少でき、推進効率を上昇できる。
【００２６】
本発明の船舶によれば、補助舵付きのポッド推進器を備えることにより、少ない旋回用の駆動力で船速の低下を抑制しながら操縦性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明に係るポッド推進器及びそれを備えた船舶の実施の形態について説明する。先ず、最初に、第１の実施の形態について説明する。この第１の実施の形態では、図１及び図２に示すように、この船舶１は、船尾において、船体１ｂの幅方向の中心にスケグ１ｓを有し、その両側にポッド推進器１０を一対設けた２軸船で形成される。
【００２８】
このポッド推進器１０は、水平断面が舵形状をした上部支柱１１とポッド１２と水平断面が舵形状をした下部支柱１３を有し、このポッドの後側にプロペラ１４を装着したプッシャータイプのポッド推進器として形成される。
【００２９】
この上部支柱１１より下の部分は、船体１ｂ側に設けられた旋回装置（図示しない）により、回転軸Ｃ−Ｃを回転中心にして、旋回可能又は揺動可能に構成されると共に、ポッド１２に装着されたプロペラ１４を回転制御できるように構成される。なお、この船体１ｂに対して旋回可能又は揺動可能なポッド推進器１０は、一般的に、アジマス機構付きポッド推進器と呼ばれている。
【００３０】
そして、本発明においては、このポッド推進器１０において、補助舵１５をポッド推進器１０のポッド１２の後側で、かつ、プロペラ１４のプロペラ後流が当たる位置に配置し、船舶１の旋回に寄与する力を発生させる。この補助舵１５は、上部支柱１１に接続する上部支持部材１６と、下部支柱１３に接続する下部支持部材１７とで、略垂直方向に固定支持される。すなわち、この補助舵１５は、通常の船体側に配置される舵と同様に、水平断面が、平板状、対称翼形状、非対称翼形状、流線型形状等に形成され、表面が略鉛直（水平面に対して略垂直）になるように配置される。また、その平面形状は、例えば、図１０〜図１３に示すような形状やその他の形状にしてもよい。この補助舵１５は、ポッド推進器１０と一体化し、ポッド推進器１０と共に旋回又は揺動する。
【００３１】
また、図１４に示すように、補助舵１５の支持部材１８の一部（例えば、ポッド１２水平に張り出した部分）又は全体を、水流に沿った翼形状に形成し、この翼形状の部分により推進力を得るように、例えば水平に、配置することにより、ポッド推進器１０の抵抗を減少できるので、ポッド推進器１０の推進効率を向上できる。支持部材１８の一部としては、例えば、ポッド１２から水平に張り出した部分１８ａや、補助舵１５を支持する水平に張り出した部分１８ｂや、この両者を接続する部分１８ｃ等がある。また、これら全体１８をそれぞれ翼形状に形成してもよい。
【００３２】
そして、図１４に示すように、補助舵１５の支持部材１８を、ポッド推進器１０の旋回又は揺動方向に垂直な断面積が旋回又は揺動方向に沿った断面積よりも小さくなるように配置して設けると、ポッド推進器１０の旋回又は揺動トルクを小さくすることができる。
【００３３】
次に、第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態では、図３に示すように、ポッド推進器１０Ａは、ポッド１２の前側にプロペラ１４を装着したトラクタータイプのポッド推進器として形成される。これ以外の構成は第１の実施の形態と同じに構成される。このトラクタータイプのポッド推進器１０Ａにおいても、補助舵１５はポッド１２の後側でプロペラ１４のプロペラ後流が当たる位置に配置し、船舶１の旋回に寄与する力を発生させる。
【００３４】
上記の第１及び第２の実施の形態によれば、補助舵１５はポッド推進器１０，１０Ａと一体化し、ポッド推進器１０，１０Ａと共に旋回又は揺動するので、上部支柱１１と下部支柱１２の舵効果に加えて、補助舵１５によって発生する舵効果により、船舶１，１Ａの旋回力を向上できる。また、ポッド推進器１０，１０Ａを旋回又は揺動する機構で、補助舵１５を旋回又は揺動することができるので、補助舵１５を旋回又は揺動するための機構を新たに設ける必要がない。
【００３５】
その上、補助舵１５はプロペラ後流中に配置され、補助舵１５に流入する水流の速度が、プロペラ１４によって加速されるので、補助舵１５の舵性能が著しく向上する。特に、この補助舵１５に流入する水流の速度は、例えば、プロペラ１４の後流に置かない場合に比べて１．２倍近くに増速され、しかも、補助舵１５で発生する流体力は水流の速度（流速）の２乗に比例するので、大きな力やモーメントを得ることができる。
【００３６】
従って、船舶１を旋回させる操舵力の向上により、操縦性能が向上し、ポッド推進器１０，１０Ａの小旋回角度による操船を実現することができる。そのため、船舶１，１Ａの旋回時にポッド推進器１０，１０Ａの旋回角度を大きくする必要がなくなる。その結果、ポッド推進器１０，１０Ａの水流に対する傾斜によるポッド推進器１０自体の旋回又は揺動に要する力やモーメントと抵抗を少なくできるので、ポッド推進器１０，１０Ａを旋回又は揺動するための駆動力を小さくすることができ、また、船舶１の旋回時における船速の低下量を小さくすることができる。
【００３７】
次に、第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態では、図４〜図７に示すように、ポッド推進器１０Ｂ，１０Ｂ’は、第１の実施の形態と同様に構成されるが、図４及び図５に示すように、ポッド推進器１０Ｂの補助舵１５Ｂの全体をポッド推進器１０Ｂに対して揺動可能にして、回転軸Ｃａ−Ｃａを回転中心にして揺動できるように形成する。つまり、補助舵１５Ｂを、ポッド推進器１０Ｂに対して舵角を取れるように構成する。又、図６及び図７に示すように、ポッド推進器１０Ｂ’の補助舵１５Ｂ’の一部にフラップ１５Ｂｆを設けて、このフラップ１５Ｂｆを揺動可能にして設けてもよい。
【００３８】
次に、第４の実施の形態について説明する。この第４の実施の形態では、図８に示すように、ポッド推進器１０Ｃは、第２の実施の形態と同様に構成されるが、補助舵１５Ｃの全体を、ポッド推進器１０Ｃに対して揺動可能に形成する。又、図示しないが、補助舵１５Ｃの一部にフラップを設けて、このフラップを揺動可能にして設けてもよい。
【００３９】
この第３及び第４の実施の形態によれば、補助舵１５Ｂ，１５Ｃの全体又は補助舵１５Ｂ’の一部１５Ｂｆ等を揺動可能にする構成が必要になるが、第１及び第２の実施の形態の効果に加えて、ポッド推進器１０Ｂ，１０Ｂ’，１０Ｃを旋回した時にポッド推進器１０Ｂ，１０Ｂ’，１０Ｃの旋回角度によって生じる旋回力に加えて、補助舵１５Ｂ，１５Ｃの舵角、又は、補助舵１５Ｂ’のフラップ１５Ｂｆ等の揺動角度によって生じる比較的小さいな旋回力を利用できるようになる。従って、旋回力の微調整ができるようになり、よりきめ細かい旋回制御が可能となる。
【００４０】
次に、第５の実施の形態について説明する。この第５の実施の形態では、図９に示すように、ポッド推進器１０Ｄの補助舵１５Ｄを上部支持部材１６Ｄのみで支持する吊り下げ構造で支持する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様に構成される。なお、下部支持部材は不要になるが、下部支柱１３Ｄは、舵の効果を有しているので、この舵効果を利用する場合には残すが、補助舵１５Ｄと上部支柱１１Ｄの舵効果で十分な場合には、下部支柱１３Ｄを設ける必要は無い。
【００４１】
このように、第１の実施の形態にみならず、第２〜第４の実施の形態等の他の構成においても、強度的な問題が解決されれば、補助舵１５Ｂ，１５Ｂ’，１５Ｃを上部支持部材のみで支持する吊り下げ構造に構成してもよい。
【００４２】
そして、上記の第〜第５の実施の形態のポッド推進器１０，１０Ａ，１０Ｂ’，１０Ｃ，１０Ｄを備えて船舶１、１Ａ，１Ｂ，１Ｂ’，１Ｃ，１Ｄを構成する。この構成の船舶１、１Ａ，１Ｂ，１Ｂ’，１Ｃ，１Ｄによれば、補助舵付きのポッド推進器１０，１０Ａ，１０Ｂ’，１０Ｃ，１０Ｄを備えることにより、少ない旋回用の駆動力で船速の低下を抑制しながら操縦性能を向上することができる。
【００４３】
上記の説明では、プロペラをポッドの後側に配置したプッシャータイプのポッド推進器を用いて説明したが、プロペラが前側に装着されるトラクタータイプのポッド推進器等、ポッドにおけるプロペラ位置に関係なく本発明を適用できる。但し、プッシャータイプの推進器の方が、補助舵でプロペラ後流をより有効に利用できるのでより好ましい。
【００４４】
また、上記の説明では、アジマス機構付きのポッド推進器を１対（２個）有する２軸船で説明したが、本発明はこれに限定されずに、２軸船以外の単軸船や多軸船にも適用できる。また、補助舵を単舵で説明したが、複数舵でもよく、その他、通常の船体付きのプロペラの後流に配置される船体付きの舵と同様な構成を用いてもよく、これらの構成を用いても請求項の要件を満たすポッド推進器及びそれを備えた船舶であれば、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態を示す船体後部の模式的な側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】第２の実施の形態を示す船体後部の模式的な側面図である。
【図４】第３の実施の形態を示す船体後部の模式的な側面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】第３の実施の形態でフラップ構造の場合を示す船体後部の模式的な側面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図８】第４の実施の形態を示す船体後部の模式的な側面図である。
【図９】第５の実施の形態を示す船体後部の模式的な側面図である。
【図１０】補助舵の形状の一例を示すポッド推進器後部の模式的な側面図である。
【図１１】補助舵の形状の他の例を示すポッド推進器後部の模式的な側面図である。
【図１２】補助舵の形状の他の例を示すポッド推進器後部の模式的な側面図である。
【図１３】補助舵の形状の他の例を示すポッド推進器後部の模式的な側面図である。
【図１４】補助舵の支持部材を翼形状とした例を示すポッド推進器の模式的な斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｂ’，１Ｃ，１Ｄ    船舶
１ｂ  船体
１ｓ  スケグ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｂ’，１０Ｃ，１０Ｄ    ポッド推進器
１１，１１Ｂ，１１Ｂ’，１１Ｃ，１１Ｄ    上部支柱
１２    ポッド
１３，１３Ｂ，１３Ｂ’，１３Ｃ，１３Ｄ    下部支柱
１４    プロペラ
１５，１５Ｂ，１５Ｂ’，１５Ｃ，１５Ｄ  補助舵
１６，１６Ｂ，１６Ｂ’，１６Ｃ，１６Ｄ  上部支持部材
１７，１７Ｂ，１７Ｂ’，１７Ｃ  下部支持部材  
１８    翼形状支持部材
【図１】
2007230509.tif 000003
【図２】
2007230509.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007230509.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007230509.tif 000011
【図１０】
2007230509.tif 000012
【図１１】
2007230509.tif 000013
【図１２】
2007230509.tif 000014
【図１３】
2007230509.tif 000015
【図１４】
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