(57)【要約】      （修正有）【課題】最大舵角の近傍でも十分に舵力を生成させて操船の柔軟性、制動力を確保する、舵角を１４０°可能な操舵装置を提供する。【解決手段】舵中立点（図の一点鎖線垂線が該当する）から線対称に舵軸中心まわりに各７０°左右の位置まで舵軸中心まわりに旋回される。シリンダ１００は操舵中立点に舵柄があるときに、その他端側１０３で船体に回転自在に支持固定され、舵柄の先端部で回転自在にされる連接部位に連接されている。シリンダ１００に内接してピストンが配され、ピストンにはピストン・ロッドが結合されている。駆動機構は、舵軸と連結される舵柄が舵軸中心と距離Ｒ離隔して回転自在に支持される少なくとも一つの連接部材を備えて、連接部材にはピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、油圧シリンダ・ピストン機構のストローク長が前記Ｒを半径とする最大舵角に等しい扇形の弦長Ｌに等しい。【選択図】図１Ｃ
2016188033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵板を舵板上部で連結垂下して船体に垂直軸まわりに回転自在に保持される舵軸と、
前記舵軸を垂直軸まわりに回転させる駆動機構と、
前記駆動機構を駆動させる動力機構を備える操舵装置であって、
前記動力機構は、油圧シリンダ部を含み、
油圧により往復動する油圧シリンダ・ピストン機構により往復駆動されるピストン・ロッドの往復動式動力機構が二本構成で互いにタンデムに最大舵角を提供し得るように交叉して配設され、
前記駆動機構は、前記舵軸と連結される舵柄が舵軸中心と距離Ｒ離隔して回転自在に支持される少なくとも一つの連接部材を備えて、前記連接部材には前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、
前記油圧シリンダ・ピストン機構のストローク長が前記Ｒを半径とする最大舵角に等しい扇形の弦長Ｌに等しいものであって、
二つの前記油圧シリンダ部の他方端は、操舵中立点から舵軸中心まわりに左右に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、
前記前記ストローク長Ｌが前記Ｒを半径とする前記最大舵角に等しい扇形の弦長に等しいものであって、
上方から見て左の前記油圧シリンダ部の他方端は、操舵中立点から舵軸中心まわりに右に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、前記連接部回転自在中心から前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠の位置に回転自在に固定支持され、
前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が一つの場合には、
上方から見て右の前記油圧シリンダ部の他方端は、操舵中立点から舵軸中心まわりに左に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、前記連接部回転自在中心から距離前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠の位置に回転自在に固定支持されて、
前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が二つの場合には、
一方の前記連接部材は上方から見て左の油圧シリンダ・ピストン機構の前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、他方の前記連接部材は上方から見て右の油圧シリンダ・ピストン機構の前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、右の前記連接部材は左の前記連接部材から舵軸中心に角Θをなす位置に配設されて、かつ、
上方から見て右の前記油圧シリンダ部の他方端も連接部材が一つの場合から舵軸中心にΘ角なす位置に配設されて、
いずれの角Θで前記二つの連接部材が交叉角を有しても、最大舵角で前記連接部材が一つの場合と同じ操舵トルクを生成し、
前記二つの油圧シリンダ・ピストン機構の配置に自由度を持つことを特徴とする船舶の操舵装置。
【請求項２】
前記舵柄は最大舵角より小さな角度Θをなす二股形状であって舵軸とは舵柄の中央で一体に結合にされている請求項１に記載の船舶の操舵装置。
【請求項３】
舵板が右最大舵角から左に転舵するとき、操舵中立点までは右側のピストンが左側ピストより強く操舵力を作用して、操舵中立点を過ぎると、右側のピストンより左側のピストンがより強く操舵力を作用して、
舵板が左最大舵角から右に転舵するとき、操舵中立点までは左側のピストンが右側ピストより強く操舵力を作用して、操舵中立点を過ぎると、左側のピストンより右側のピストンがより強く操舵力を作用して、左右のピストンの働きを操舵中立点の左右位置で変えて、主たる回転トルクの発生を操舵中立点を境に分担させる請求項１又は２のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置。
【請求項４】
前記Θは、０より大きく、
対向する前記油圧シリンダが互いに干渉するまでを最大角とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置。
【請求項５】
最大舵角として前記中立点に左右７０°、合計１４０°操舵可能とし、前記Θの範囲を
０＜Θ＜１３０°
とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置。
【請求項６】
前記油圧シリンダ部の舵軸中心から遠方の一端は、前記油圧シリンダ部の舵軸中心から遠方の一端は、舵軸中心から４Ｌ長に位置させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置
【請求項７】
舵軸は、プロペラ軸上方の両脇に回転自在に２軸配置され、各々の舵軸は、舵板を舵板上部で連結垂下し、
前記各舵軸を各々回転可能とする請求項２〜６のいずれか一項記載の動力機構及び駆動機構操舵装置を船体内左右に各別に配設し、２つの舵軸の回転により２枚の舵板をプロペラ側方からプロペラ後流側まで前記操舵中立点から±７０°、すなわち１４０°の範囲で旋回可能であることを特徴とする２舵用の船舶の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の操舵装置であって、舵角を従来の舵角限度７０°を超えて舵軸を回転可能とするにあたり、最大舵角付近での必要操舵トルクを減じて低速時でもスラスター同様の操船能力を提供して、油圧シリンダの配置に自由度がある操舵装置に関し、水上船舶に好適、特に小型船に有利な操舵装置である。
【背景技術】
【０００２】
従来、貨物船等の一般の大型船舶の舵は、通常、操舵機の回転角度を左右±３５°ずつ、合計７０°とし、舵の舵角も同じく７０°とされる。ピストン・ロッド１本の往復動で７０°の回転角を得ようとすることは、ストローク長の点でもピストン・ロッドの作用角とであるクランク角が鋭角になりすぎて、最大舵角付近で十分なトルクを生成するには、大型の油圧機構を必要とすることは、容易に理解される。そのため、舵角を拡げるには、油圧ポンプ系統の動力機構によって駆動される二つのシリンダ・ピストン駆動機構を２セット用いる、トランクピストン型が知られる。一舵を動かし操舵中立点から所望の舵角を実現する操舵装置であって、原理的に±７０°までの操舵角範囲の操舵装置もこのタイプで実現可能である。このように二つのシリンダ・ピストン駆動機構を、２セット用いて、一舵を動かし操舵中立点から±７０度の舵角を実現するものでは、一つの舵軸に棒状の舵柄を介して二つのシリンダ・ピストン機構が作用する力の夾角は１８０°、水平のものに従前限られている。それでもこの構造では最大舵角付近で作用角が鋭角となり、最大舵角付近で十分に舵力を発生できず、最大舵角付近でプロペラを高速回転不可能である。作用角を取るために、二つのシリンダ・ピストン駆動機構を、ハの字形に配置する工夫もされることがあっても、ハの字形に交叉させる交叉角には適する値があり、結局のところ、最大舵角付近では、作用角が鋭角となって十分に舵力を発生できず、プロペラを高速回転不可能である。結果として、大きな舵角をとって急旋回するに足る推力をプロペラスクリューは提供できないという問題が生じる。加えて、舵力が足りない場合に二つのシリンダ・ピストン駆動機構の開き角を大きくすると、シリンダ機構等の横方向への船体内でのはみ出しも生じる問題も生ずる。このように最大舵角付近で不用意に舵板が回転する、水流に負けてしまうという課題があった。
【０００３】
本願発明は、舵柄と油圧シリンダ・ピストン機構の配置に課題を見出し、操舵装置を大舵角（±７０度）の操舵装置に適用しても最大舵角付近でも十分な舵力を出力して、最大舵角付近でプロペラ回転数を上げることを可能とし、そこで安定した旋回性能を向上させる効果を得ると同時に、同等の回転トルクを生成するのに二つの油圧シリンダ・ピストン駆動機構を対向させても互いの開き角度を自由に設定できる自由度を与える船舶の操舵装置に関する。
【０００４】
多くの船舶では、舵軸に直接動力伝達する仕組みは、油圧シリンダ機構により発生する直線往復動を舵軸に動径となる舵柄を介して、舵軸を回動させるという機構が広く採用されている。この場合に、広い舵角を実現しようとすると、動径を小とするか、従来と同じ動径をとれば直線往復のスパンを長くせざるを得ない。前者は、油圧の駆動力の増大を必要とするし、後者は油圧シリンダのスパンを長くすると、操舵装置が巨大になり、船尾の限られたスペースの占有に支障が生ずる場合もある。そもそも最大舵角付近では、舵軸を駆動する実質動径が小さくなり、前者と同様の問題を引き起こす。前段落で述べたように、舵角を７０°よりも拡げて１４０°まで取れる機構を採用される場合もあるが、その場合でも、油圧シリンダ機構は往復動軸の動きを舵柄という水平棒リンク部材の両端部に作用させ、他端部のリンク回転機構により舵軸を直接回転駆動するというものでは、駆動力で回転される操舵機の回転角で±７０°の舵角を取っても最大舵角付近で油圧シリンダの駆動力は大きな舵角がもたらす舵板の旋回抵抗に打ち勝つだけのものに至らず、最大舵角付近でプロペラの回転数は落とさざるを得なかった。すなわち、従来技術では、たとえ１４０°の舵角を取ることができても、最大舵角付近で十分なスラスター流れ作用を発揮させるだけのプロペラ回転数に上げることはできなかった。十分なスラスター流れ作用を発揮させるだけのプロペラ回転数に上げると舵板がプロペラ推進流を受ける舵力を支えられず、最大舵角付近で不用意に舵板が回転する、水流に負けてしまうという課題があった。
【０００５】
こうして、操舵装置の駆動機構が舵板に作用する操舵力を最大舵角付近でも向上させて、最大舵角付近でプロペラ回転数を上げられて、操舵力を向上させるという操舵機構の課題を発明者は見出し、舵柄と油圧シリンダ・ピストン機構の配置に焦点を当てる。
【０００６】
具体的には、従来の操舵機構では、船底に水平揺動自在に支持固定されるシリンダ機構に往復動伸縮自在に支持されるピストン機構が二つ若干ハの字形に配置されて、ピストン先端部は舵柄に回転自在にリンク結合されて舵柄の中央に船底に向って回転自在に支持固定される舵軸は、片側のピストンが＋７０°、もう一方のピストンが−７０°の舵角を取るときには、各々船軸中央線には、ほぼ±２０°の作用角を呈することとなるが、このように鋭角を成す作用角では、零度の場合のプロペラ推力に対して１／ｓｉｎ２０°の作用力が必要とされる。最大舵角付近でも大きな舵力を与えるピストン・シリンダ機構及び油圧機構を備えることは過大な要件となって、船尾部のスペースを広く要して船舶構造のバランスも、又、経済性も失する。
【０００７】
一方、プロペラ後方に２枚の舵板を配し、２舵の共同によりプロペラ後方を遮蔽するように大きな舵角をとり、大きな制動力を提供する1軸推進２舵操船の採用を提案している商用技術も見受けられる（特許文献１、非特許文献１，２）。緊急時の急停止には、舵が船体に対して大きな舵角で回転させることが求められるのである。非特許文献２の提案では、広い舵角を実現する仕組みとして、ロータリーベーン式の油圧駆動機構を提案されているが適当なものは存しない。
【０００８】
以上に記述のように、１枚舵であっても２枚舵であっても、従来技術では、最大舵角付近でも舵力を十分に確保するには動力機構及び駆動機構を従前より大きくする必要がある。油圧シリンダから成る動力機構を備える船舶の操舵装置では、船軸に対する横方向の操船を目的として、スラスター機構という追加の機構を採用し、直接横方向の水流を発生させて操船する例も見られるが、追加の機構によるコスト増が発生する。また、従来でも１４０°の舵角を実現する小型船（総トン数４９９トン以下）も存在するが、大きな舵角を実現するために長スパンのシリンダ機構を採用せざるを得ず、大きな舵角を取る領域では、油圧シリンダが与える押力の旋回に対する作用角は鋭角となって、その生成し得る旋回の回転モーメントは最大舵角付近で舵板が受ける旋回時の舵力を支えるのに足りず、それ故にプロペラ水流速度を落とさざるを得ず、低速のプロペラ回転に抑えるために十分なスラスト流を発生させることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−７３８１５
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】新・舵取機械・舵システムの新しい概念―シリングラダ―、ロータリーベーン舵取機、ベクツィン・ラダーシステム（１）日本マリンエンジニアリング学会誌、第４５巻  第２号  Ｐ９３−９９
【非特許文献２】新・舵取機械・舵システムの新しい概念―シリングラダ―、ロータリーベーン舵取機、ベクツィン・ラダーシステム（２）日本マリンエンジニアリング学会誌、第４５巻  第３号  Ｐ９７−１０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明では、船尾のスペースの利用の自由度を増す点で有利な効果を呈して、最大舵角の近傍でも十分に舵力を生成させて操船の柔軟性、制動力の向上をもたらして、舵板の舵角を１４０°可能な操舵装置を提供する。本願発明に係る操舵装置によって低速時のスラスト流の生成、２舵を採用すればプロペラ後流の閉塞も実現され、そこでは、最大舵角付近でも実質的に有効な程度の舵力が確保されて、プロペラ後方で強い偏向流を生成し、プロペラ後方でプロペラ水流を閉塞してもプロペラ推力の反力に打ち勝つ舵力の生成を可能とする。しかも、本願発明は、従来から信頼性が高く、実績のあるシリンダ油圧機構の直線往復動を利用し、シリンダ・ピストン機構を１枚の舵板について２つ用いて、各機構補間しながら協働して１４０°の舵角を実現可能として、最大舵角付近での操舵力を向上させる。二つの油圧シリンダを用いてその交叉する角度を自由設計可能とする利点も提供する船舶用の新しい操舵装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決した本発明は以下のとおりである。
[請求項１記載の発明］
舵板を舵板上部で連結垂下して船体に垂直軸まわりに回転自在に保持される舵軸と、
前記舵軸を垂直軸まわりに回転させる駆動機構と、
前記駆動機構を駆動させる動力機構を備える操舵装置であって、
前記動力機構は、油圧シリンダ部を含み、
油圧により往復動する油圧シリンダ・ピストン機構により往復駆動されるピストン・ロッドの往復動式動力機構が二本構成で互いにタンデムに最大舵角を提供し得るように交叉して配設され、
前記駆動機構は、前記舵軸と連結される舵柄が舵軸中心と距離Ｒ離隔して回転自在に支持される少なくとも一つの連接部材を備えて、前記連接部材には前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、
前記油圧シリンダ・ピストン機構のストローク長が前記Ｒを半径とする最大舵角に等しい扇形の弦長Ｌに等しいものであって、
二つの前記油圧シリンダ部の他方端は、操舵中立点から舵軸中心まわりに左右に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、
前記前記ストローク長Ｌが前記Ｒを半径とする前記最大舵角に等しい扇形の弦長に等しいものであって、
上方から見て左の前記油圧シリンダ部の他方端は、操舵中立点から舵軸中心まわりに右に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、前記連接部回転自在中心から前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠の位置に回転自在に固定支持され、
前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が一つの場合には、
上方から見て右の前記油圧シリンダ部の他方端は、操舵中立点から舵軸中心まわりに左に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、前記連接部回転自在中心から距離前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠の位置に回転自在に固定支持されて、
前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が二つの場合には、
一方の前記連接部材は上方から見て左の油圧シリンダ・ピストン機構の前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、他方の前記連接部材は上方から見て右の油圧シリンダ・ピストン機構の前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、右の前記連接部材は左の前記連接部材から舵軸中心に角Θをなす位置に配設されて、かつ、
上方から見て右の前記油圧シリンダ部の他方端も連接部材が一つの場合から舵軸中心にΘ角なす位置に配設されて、
いずれの角Θで前記二つの連接部材が交叉角を有しても、最大舵角で前記連接部材が一つの場合と同じ操舵トルクを生成し、
前記二つの油圧シリンダ・ピストン機構の配置に自由度を持つことを特徴とする船舶の操舵装置。
【００１３】
[発明の作用効果]
一般の大型船の舵は、右３５°、左３５°合計７０°の舵角を有する。本願発明は、舵角のより大きなものを提供可能な操舵装置の発明である。舵柄の一端に舵の軸心があり、その反対側に二本のピストン・ロッドが相反して取り付けられており、２本のピストンにより油圧で操作される。伝統的なピストン・ロッド機構の採用により従来と同レベルの耐久性及び信頼性を確保し、２本のピストンによって舵柄を舵軸まわりに旋回させて、各々は同時に又は旋回方向を分担して、舵軸にプロペラ推進力に対向する十分な舵力を確保する。一実施形態では、舵軸と連結される舵柄には、二本のピストン・ロッドが最大操舵角の交叉角で対向して配置され、すなわち、操舵中立点で前記ピストン・ロッドが操舵中立点から舵軸中心まわりに最大舵角の１／２をなす角度で交叉して配設されて、最大操舵角時にも少なくともこの交叉角が確保されてピストン力が舵柄に作用するので、最大舵角付近で作用角も従来に比して大きく確保できる効果を有し、最大舵角付近での旋回性能にも有利である。二本のピストン・ロッドは形態的には並列に配置されているが、互いに同時に又は補って舵柄を作動するので、実質的には、タンデム的に作用する。油圧シリンダ・ピストン機構に双方向のデュアルタイプを採用すれば、双方が同時に同旋回方向に舵柄を旋回させ、舵軸に回転モーメントを作用させることもできる。一実施形態では、最大舵角を１４０°と従来の２倍とすれば、シリンダ機構は、操舵中立点で前記ピストン・ロッドが操舵中立点から舵軸中心まわりに最大舵角の１／２をなす角度、すなわち、±７０°でもって架台に回転自在に固定支持されて、二つのシリンダは、概ね最大舵角の１４０°の開きを有して、各々が最大舵角付近でも、舵柄に有効な旋回モーメントを与えることができる。この場合、ストローク長Ｌのピストン・ロッドを収納する油圧シリンダ長さが必要であるから、前記油圧シリンダ部の舵軸中心から遠方の一端は、連接部回転自在中心から前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠に位置させて、１０％のシリンダ部長さの余裕を持たせるのが好ましい。
舵軸を舵柄の中央に配設し、舵柄の形状を二段にすると、すなわち、ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が二つ備えられて角度Θをとることにより片方の油圧シリンダの位置をより近接した配置とすれば、二本の油圧シリンダ部の開き角度がより小さくなり、船尾付近のスペースに合わせて、小型船でも本操舵機構を実装可能とする。勿論、大型船に採用すれば、その他機関の再配置により有効スペースを増せることも云うまでもない。こうしてみるとピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が一つの場合の本願発明は、角度Θが０°のときであって舵柄が二股ではなく棒状である場合を指すこととも説明できる。
【００１４】
[請求項２記載の発明］
前記舵柄は最大舵角より小さな角度Θをなす二股形状であって舵軸とは舵柄の中央で一体に結合にされている請求項１に記載の船舶の操舵装置。
【００１５】
[発明の作用効果]
前記舵柄は最大舵角より小さな角度Θをなす二股形状であって舵軸とは舵柄の中央で一体に結合にされている構造は、舵柄の回転モーメントを減ずる効果がある。
【００１６】
[請求項３記載の発明］
舵板が右最大舵角から左に転舵するとき、操舵中立点までは右側のピストンが左側ピストより強く操舵力を作用して、操舵中立点を過ぎると、右側のピストンより左側のピストンがより強く操舵力を作用して、
舵板が左最大舵角から右に転舵するとき、操舵中立点までは左側のピストンが右側ピストより強く操舵力を作用して、操舵中立点を過ぎると、左側のピストンより右側のピストンがより強く操舵力を作用して、左右のピストンの働きを操舵中立点の左右位置で変えて、主たる回転トルクの発生を操舵中立点を境に分担させる請求項１又は２のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置。
【００１７】
[発明の作用効果]
この舵の特長は舵が右より左に回転するとき、初めは舵が右側にあるときはセンターまでは右側のピストンが大きく働き、それ以後は左側のピストンが大きく働く。左より右に回転するときは逆である。左右のピストンの働き方を変える事により、他の操舵装置に比して大きい回転トルクを出すことが可能となる。
【００１８】
[請求項４記載の発明］
前記Θは、０より大きく、
対向する前記油圧シリンダが互いに干渉するまでを最大角とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置。
【００１９】
[発明の作用効果]
前記二股の角Θだけ前記油圧シリンダの交叉角を減ずれば、請求項１記載の油圧シリンダ及び舵柄との位置関係は同等のものが維持されるがその限度は、前記油圧シリンダが互いに干渉するまでである。
【００２０】
[請求項５記載の発明］
最大舵角として前記中立点に左右７０°、合計１４０°操舵可能とし、前記Θの範囲を
０＜Θ＜１３０°
とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置。
【００２１】
[発明の作用効果]
一般の大型船の舵は、右３５°、左３５°合計７０°の舵角を有する。本願発明は、舵角をその２倍、１４０°可能とする操舵装置の発明である。この二股の角は０より大きければ、二股を構成し得て、１３０°とすれば二つの油圧シリンダは平行の位置関係にあるから互いの物理的干渉は避けられ、油圧シリンダに挟まれないスペースをより大きくできるという効果を有する。この間の０＜Θ＜１３０°のいずれのΘを採用しても請求項１記載の操舵装置と同じ舵力を生成可能であって、二本の油圧シリンダの開き角度をいかようにも船尾付近のスペースに合わせて、本操舵機構を実装可能とする効果がある。
【００２２】
[請求項６記載の発明］
前記油圧シリンダ部の舵軸中心から遠方の一端は、前記油圧シリンダ部の舵軸中心から遠方の一端は、連接部回転自在中心から距離前記ストローク長Ｌの２．５倍の位置に回転自在に固定支持することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の船舶の操舵装置。
【００２３】
[発明の作用効果]
油圧シリンダ部の舵軸中心から遠方の一端は、連接部回転自在中心から距離前記ストローク長Ｌの２．５倍の位置に回転自在に固定支持すると油圧シリンダとピストンの行程、ストローク長Ｌに対して油圧シリンダ長に長さ０．５Ｌの余裕があり十分である。
【００２４】
[請求項７載の発明］
舵軸は、プロペラ軸上方の両脇に回転自在に２軸配置され、各々の舵軸は、舵板を舵板上部で連結垂下し、
前記各舵軸を各々回転可能とする請求項１〜６のいずれか一項記載の動力機構及び駆動機構操舵装置を船体内左右に各別に配設し、２つの舵軸の回転により２枚の舵板をプロペラ側方からプロペラ後流側まで前記操舵中立点から±７０°、すなわち１４０°の範囲で旋回可能であることを特徴とする２舵用の船舶の操舵装置。
【００２５】
[発明の作用効果]
本請求項記載の発明は、舵軸がプロペラスクリュー軸上方両脇に回転自在に２軸配置され、舵軸は、舵板を舵板上部で連結垂下し、油圧シリンダの動力機構が駆動機構を介して２枚の舵を２つの舵軸の回転によりプロペラ側方からプロペラ後流側まで旋回させる。巡航直進時には、２枚の舵はプロペラの両脇に船軸と平行に配置され、プロペラ水流を邪魔することはないため、従来技術のプロペラ後流配置のものに比べて、より高い推進性能を提供できる。一実施形態では、舵はプロペラの両脇に２枚配置し、１枚舵構成に比して２枚舵構成のうちの１枚は、より小さな舵で足りるため、より幅の狭い舵とし、より小さな流体粘性抵抗を受けるものとするので、高い推進効率が得られる。巡航直進時にプロペラの両脇に配置された２枚の舵板は、油圧により往復動する専属の油圧シリンダ機構の往復動により、各舵板は専属の駆動機構で、その船軸中心から見た舵角が変えられる。この駆動機構による舵軸の回転により２枚舵のうち、そのひとつは後流側に移動させることで、プロペラの両脇で舵板が舵板上の軸まわりに回転して舵角を得る場合に比べて、より偏向した後流を生成することができ高い旋回性能を提供するという効果が得られる。このような作用を呈するためには、各舵軸が最大舵角付近で実効的な舵力を確保しつつ、舵角は１４０°まで十分に操舵可能である。
【００２６】
一実施形態では、減速急停止時には、両方の舵板を各舵軸の回転によりプロペラ側方からプロペラ上流側へ船軸に線対称に−４５°を超えて旋回可能とする。従来、操舵角は、片側３５°で左右７０°が限度と設計されていた。各舵に専属の操舵装置を与え、各自在に回転するよう舵に直接伝達する本請求項記載の構造を採用すると各舵の可動範囲が増大してプロペラ後流方向にも各−７０°まで大きな舵角を取ることが可能となり、舵板をプロペラまわりに旋回回動して大きな舵角を取ることで、舵を船舶の制動に利用できるようにもなり、最大舵角付近で高い制動性能を確保できるようになる。この操舵装置によれば、緊急停止時に２枚の舵板がプロペラ後流をその真後ろで７０°の舵角でほぼ遮蔽する動きをするため、制止力を発揮する。この場合の操舵の目的は、急停止の必要な場面で、プロペラ駆動をリセットした後にプロペラが惰性で回っている時間を短縮させる効果を与え、早くプロペラの逆転を可能とすることである。これらの場合に最大舵角付近で実効的な舵力を確保可能である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、低速時のスラスト流の生成、プロペラ後流の閉塞が実現され、そこでは、最大舵角付近でも実質的に有効な程度の舵力が確保されて、最大舵角付近でもプロペラ後方で強い偏向流を生成可能で、プロペラ後方でプロペラ水流を最大舵角程度で閉塞してもプロペラ推力の反力に打ち勝つ舵力の生成を最大舵角付近で可能とする。しかも、本願発明は、従来から信頼性が高く、実績のあるシリンダ油圧機構の直線往復動を利用し、シリンダ・ピストン機構を１枚の舵板について２つ用いて、各機構総合して１４０°の舵角を実現可能とする船舶用の新しい操舵装置である。港湾接岸時等必要に応じサイドスラスター同様に強い横の流れを生成し、最大舵角付近でも十分な舵力に耐えて、プロペラの水流を旋回のために偏向整流させ、最大舵角付近で十分な旋回性能・操船性能を提供し、２枚舵機構を備える船舶に用いられれば、緊急制動時には、片側４５°を超える舵角、最大７０°の舵角で緊急制動を可能とする操舵装置を提供する。２舵用の操舵装置では、巡航直進時には、舵がプロペラ後流に位置することなく、高い推進性能を与えるという効果を提供し、緊急制動時には、プロペラ後流で船体と片側７０度の舵角による高い制動力を得られる操舵装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の図で左に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の図で右に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施の形態の変形例で採用される駆動機構の図でピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が二つの場合の状態を示す上面モデル図である。
【図２Ａ】参考形態で図示される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面概念図である。
【図２Ｂ】参考形態で図示される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す側面概念図である。
【図２Ｃ】参考形態で図示される駆動機構の概念図のうち操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である。
【図３】参考形態に係る操舵装置の斜視模式図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る操舵装置の斜視模式図である。
【図５】本発明の第二の形態に係る操舵装置の斜視模式図である。
【図６Ａ】本発明の第二の実施の形態で図示される駆動機構の図で左に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である。
【図６Ｂ】本発明の第二の実施の形態で図示される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である。
【図７】本発明の第三の形態に係る操舵装置の斜視模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に本発明の実施形態による操舵装置について説明する。図１Ａは、本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構のうちピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が一つの場合の状態を示す上面モデル図である。図１Ｂは、本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の図で左に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である（ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が一つの場合）。図１Ｃは、本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の図で右に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である（ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が一つの場合）。図１Ｄは、本発明の一実施の形態の変形例で採用される駆動機構の図でピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が二つの場合の状態を示す上面モデル図である。図４は、本発明の一実施の形態に係る操舵装置の斜視模式図である。図１Ａ−Ｃに示す本発明に係る操舵装置一実施の形態では、図４に開示される以下の構成を取る。すなわち、舵板３０を舵板上部で連結垂下して船体（図示しない）に垂直軸まわりに回転自在に保持される舵軸４０と、前記舵軸４０を垂直軸まわりに回転させる駆動機構４００と、前記駆動機構４００を駆動させる動力機構３９９を備える操舵装置４１０であって、前記動力機構３９９は、油圧シリンダ部１００を含み、油圧により往復動する油圧シリンダ・ピストン機構により往復駆動されるピストン・ロッド１０１の往復動式動力機構３９９が二本構成で互いに並列配設され、前記駆動機構４００は、前記舵軸４０と連結される舵柄１０２が舵軸４０中心と距離Ｒ離隔して回転自在に支持される連接部材１０４を備えて、前記連接部材１０４にはストローク長Ｌの前記二本のピストン・ロッド１０１が対向して回転自在に連接支持され、前記油圧シリンダ部１００の他方端１０３は、前記連接部回転自在中心から前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠の位置である前記連接部回転自在中心から前記ストローク長Ｌの２．５倍の位置に操舵中立点から舵軸４０中心まわりに最大舵角の１／２をなす角度でもって例えば架台（図示しない）に回転自在に固定支持部１０３位置に配設されることを特徴とする船舶の操舵装置４１０である。
【００３０】
図１Ａ―Ｃは、本発明の一実施の形態で採用される駆動機構のピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が一つの場合を示し、操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態、図で左に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態、図で右に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図であり、図４は、本発明の一実施の形態に係る操舵装置の斜視模式図である。
図１Ｃに示されているように、本操舵装置４１０では、最大舵角１４０°を取る。最大舵角は、舵軸４０中心で測るから、操舵中立点（図の一点鎖線垂線が該当する）から線対称に舵軸中心まわりに各７０°左右の位置まで舵軸４０が回転されるように、舵柄１０２は舵軸４０に結合部位１１４で一体に結合され、舵軸中心まわりに旋回される。シリンダ１００は操舵中立点に舵柄１０２があるときに、その他端側１０３で船体（図示しない）に回転自在に支持固定され、舵柄１０２の先端部で回転自在にされる連接部位１０４に連接されている。シリンダ１００に内接してピストンが配され、ピストンにはピストン・ロッド１０１が結合されている。
図１Ｃに示されるように前記駆動機構は、前記舵軸と連結される舵柄が舵軸中心と距離Ｒ離隔して回転自在に支持される少なくとも一つの連接部材を備えて、前記連接部材には（図示しない）前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、前記油圧シリンダ・ピストン機構のストローク長が前記Ｒを半径とする最大舵角に等しい扇形の弦長Ｌに等しい。
【００３１】
操舵中心点に位置するときに、図１Ａの右側のシリンダ内の油圧が上昇されるとシリンダロッド１０１は、シリンダ内の油圧に押されてシリンダ内から伸び出し舵柄１０２を左方へ押す（図１Ｂ）。油圧シリンダ１００がデュアルタイプの場合には、左側の油圧シリンダにはシリンダロッドがシリンダ内に引張り力が作用して、双方のシリンダロッドが協働して舵柄の連接部位１０４に左方への力が作用する。その結果、舵軸４０中心まわりに回転トルクが発生し、舵柄は舵軸を回転させ、舵軸と一体の舵柄は舵軸まわりに旋回される。図１Ｂは、本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の図で左に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図であり、図では、左方に最大の舵角を切ったときの場合の図が示されている。操舵中立点からは、７０°の舵角が切られている。この場合に、右方のシリンダは伸びきっており、舵柄には回転トルクを作用しないが、左方のシリンダは十分に広い作用角を有するから、十分に高い舵力を作用させることができ、右方への舵板の旋回も可能であるし、プロペラ推進流の流体力が強く作用する場合でも、安定に舵板最大舵角で保持可能である。図１Ｃは、本発明の一実施の形態で採用される駆動機構の図で右に最大舵角を切ったときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図であり、図では、右方に最大の舵角を切ったときの場合の図が示されている。操舵中立点からは、７０°の舵角が切られている。この場合に、左方のシリンダは伸びきっており、舵柄には回転トルクを作用しないが、右方のシリンダは十分に広い作用角を有するから、十分に高い舵力を作用させることができ、右方への舵板の旋回も可能であるし、プロペラ推進流の流体力が強く作用する場合でも、安定に舵板最大舵角で保持可能である。
【００３２】
左右最大舵角を切ったときに安定的に保持力を発揮できることは、参考態様との比較で鮮明となる。図２Ａは、参考形態で図示される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面概念図、図２Ｂは、参考形態で図示される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す側面概念図、図２Ｃは、参考形態で図示される駆動機構の操舵中立点にあるときの舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図、図３は、参考形態に係る操舵装置の斜視図であり、これらを参照から本願発明に係る操舵装置が左右最大舵角を切ったときに安定的に保持力を発揮できることがより深く理解される。図２Ａに示されているように、本参考態様では、舵柄は、水平棒状であり、シリンダは舵軸側から見て若干ハの字形にシリンダが配設されている。本実施態様の配置では、ハの字形の交叉角の取れる範囲は、船尾のスペースの都合限られたものとなり、最大舵角７０°又はー７０°を取るときのピストン・ロッド１０１から舵柄先端部位に作用する力の大きさは、作用角が小さく限定された物となることが容易に理解される。図２Ｃのモデル図からわかるように、ピストン・ロッドの押力又は引っ張り力の最大舵角時Ｐ，Ｂのとき、舵軸まわりの接線力ｆ１、ｆ２成分は小さくなり、例えば、最大舵角１４０°であれば、ｓｉｎ２０°と図でピストン・ロッドの作用点が水平位置Ｃ，Ｑにあるときの０．１倍程度と非常に小さな接線力しか働かないから舵軸の回転トルクも小さくなり、逆に言えば十分に大きな力を作用させるのであれば、大きな力をピストン・ロッドから作用されねばならないから、ピストンも大きなものが必要となる。
【００３３】
これに比べ、本願発明に係る操舵装置では、図１Ｂ，1Ｃから明らかなようにｃｏｓ３５°の接線力成分がピストン・ロッド１０２から舵軸４０（舵軸中心部位１１４）まわりの回転トルクとして作用し得て、ほぼ９８％の作用力が提供可能である。
【００３４】
図１Ｄは、本発明の一実施の形態の変形例で採用される駆動機構の図でピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が二つの場合の状態を示す上面モデル図である。舵板を舵板上部で連結垂下して船体に垂直軸まわりに回転自在に保持される舵軸と、
前記舵軸を垂直軸まわりに回転させる駆動機構と、
前記駆動機構を駆動させる動力機構を備える操舵装置であって、
前記動力機構は、油圧シリンダ部を含み、
油圧により往復動する油圧シリンダ・ピストン機構により往復駆動されるピストン・ロッドの往復動式動力機構が二本構成で互いにタンデムに最大舵角を提供し得るように交叉して配設され、
前記駆動機構は、前記舵軸と連結される舵柄が舵軸中心と距離Ｒ離隔して回転自在に支持される少なくとも一つの連接部材１０４を備えて、前記連接部材には前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、
前記油圧シリンダ・ピストン機構のストローク長が前記Ｒを半径とする最大舵角に等しい扇形の弦長Ｌに等しいものであって、
二つの前記油圧シリンダ部の他方端１０３、１０３’は、操舵中立点０から舵軸中心まわり、すなわち舵柄と舵軸連接部１１４まわりに左右に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、
前記前記ストローク長Ｌが前記Ｒを半径とする前記最大舵角に等しい扇形の弦長Ｌに等しいものであって、
上方から見て左の前記油圧シリンダ部の他方端１０３’は、操舵中立点０から舵軸中心まわりに右に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、前記連接部回転自在中心１０４から前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠の位置１０３’に回転自在に固定支持され、
前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材１０４が一つの場合には、
上方から見て右の前記油圧シリンダ部の他方端１０３は、操舵中立点から舵軸中心まわりに左に最大舵角の１／２をなす角度の延長線上にあって、前記連接部回転自在中心１０４から距離前記ストローク長Ｌの２．２倍以遠の位置に回転自在に固定支持されて、
前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材１０４が二つの場合には、
一方の前記連接部材は上方から見て左の油圧シリンダ・ピストン機構の前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、他方の前記連接部材１０４は上方から見て右の油圧シリンダ・ピストン機構の前記ピストン・ロッドが回転自在に連接支持され、右の前記連接部材は左の前記連接部材から舵軸中心に角Θをなす位置に配設されて、かつ、
上方から見て右の前記油圧シリンダ部の他方端１０３も連接部材が一つの場合から舵軸中心にΘ角なす位置に配設されて、
いずれの角Θで前記二つの連接部材１０４が交叉角を有しても、最大舵角で前記連接部材が一つの場合と同じ操舵トルクを生成し、
前記二つの油圧シリンダ・ピストン機構の配置に自由度を持つことを特徴とする船舶の操舵装置である。
連接部材が一つの場合ならば、油圧シリンダは左右１０３’、１０３で回転自在に固定支持され、左に最大舵角をとると油圧シリンダは１００ａ’、１００ｂの位置に移動し、右に最大舵角をとると油圧シリンダは１００ｂ’、１００aの位置に移動する。Θ＝６０°として右の油圧シリンダを舵軸まわりに油圧シリンダの回転自在の固定支持位置１０３を回転移動する設計をとり、一本舵柄からピストン・ロッドが回転自在に連接支持される前記連接部材が二つ備える構成とすれば、二つのシリンダは、より近接し占有スペースを小さくできるが、最大舵角での生成する舵軸のトルクは、一本舵柄の場合を同じである。
【００３５】
図５は、本発明の第二の形態に係る操舵装置４１１の斜視模式図である。本実施態様では、舵板３０を舵板上部で連結垂下して船体に垂直軸まわりに回転自在に保持される舵軸４０と前記舵軸４０を垂直軸まわりに回転させる駆動機構４０２と、前記駆動機構４０２を駆動させる動力機構３９９を備える操舵装置であって、前記動力機構３９９は、油圧シリンダ部を含み、油圧により往復動する油圧シリンダ・ピストン機構により往復駆動されるピストン・ロッド１０１の往復動式動力機構が二本構成で互いに並列配設されるのは、第一の実施態様と同じであるが、本実施態様では、前記舵柄は最大舵角より２０°小さな角度Θをなす二股形状を備える舵柄１０２であって、前記ピストン・ロッド１０１の各先端部１０４が各一方の股部に回転自在に離隔して回転自在に連接配置されて、前記シリンダ機構１００の他方端１０３は、  上方から見て右の前記油圧シリンダ部の他方端も連接部材がシングルレバーの一つの場合から舵軸中心にΘ角なす位置に配設されて、すなわち、操舵中立点で前記ピストン・ロッド１０１が操舵中立点から舵軸４０中心まわりに、最大舵角の１／２からΘ減ずる角度でもって例えば架台（図示しない）に回転自在に固定支持されることを特徴とする船舶の操舵装置４１１である。
【００３６】
本実施態様のように、舵軸４０を舵柄１０２の中央に配設し、舵柄１０２の形状を二段にすると、すなわち、二股を設けてその角度をとる（本実施態様ではΘ＝９０°とされている）ことにより片方のシリンダ１００の位置をより近接した配置とすれば、二本のシリンダ１００の開き角度がより小さくなり、船尾付近のスペースに合わせて、小型船でも本操舵機構４０２を実装可能とする。勿論、大型船に採用すれば、その他機関の再配置により有効スペースを増せることも云うまでもない。本Θ角は、舵角１４０°を狙う場合には、０°から１３０°の範囲が好適である。Θと最大舵角との差が１０°より小さいと機器の干渉が生ずるからである。
【００３７】
図６Ａは、本発明の第二の実施の形態で図示される駆動機構４０２の図で、操舵中立点を太実線として操舵中立点から左右に最大舵角を切ったときを細実線として、舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図であり、図６Ｂは、本発明の第二の実施の形態で図示される駆動機構の操舵中立点から左に最大舵角を切ったときを太実線として舵柄とシリンダ・ピストン機構の状態を示す上面モデル図である。第二の実施の形態では、舵柄は二股形態を有して二股部は９０°角とその中央を基準に互いになしている。操舵中立点では、各二股部位の先端部は図６Ａで、符号Ａ及びＯに位置する。図の右寄りに最大舵角を取るとき、左のピストン・ロッド１０１に押される左の二股の先端部は符号Ｃの位置に移動し、右のピストン・ロッド１０１に引かれる右の二股の先端部は符号Ｑの位置に移動する。図の左寄りに最大舵角を取るとき（図６Ｂ）、右のピストン・ロッド１０１に押される右の二股の先端部は符号Ｐの位置に移動し、左のピストン・ロッド１０１に引かれる左の二股の先端部は符号Ｂの位置に移動する。左の二股の先端部は符号ＣからＢへ最大舵角分、右の二股の先端部も符号ＱからＰへ最大舵角分、例えば１４０°舵軸中心まわりに舵柄１０２を旋回させる。第二の実施の形態は、第一の実施形態に比べて、シリンダの開き角が小さく、より少ないスペースにこれら機器の配置が可能であり、船尾スペースの小さな小型で有利であるという利点がある。
【００３８】
第一及び第二の実施態様の操舵装置では、舵板３０が最大舵角から左に転舵するとき、操舵中立点までは右側のピストン・ロッド１０１が左側ピストン・ロッド１０１より強く操舵力を作用して、操舵中立点を過ぎると、右側のピストン・ロッドより左側のピストン・ロッドがより強く操舵力を作用して、舵板３０が左側最大舵角から右に転舵するとき、操舵中立点までは左側のピストン・ロッド１０１が右側ピストン・ロッド１０１より強く操舵力を作用して、操舵中立点を過ぎると、左側のピストン・ロッド１０１より右側のピストン・ロッド１０１がより強く操舵力を作用して、左右のピストンの働きを操舵中立点の左右位置で変えて、主たる回転トルクの発生領域を操舵中立点を境に分担させて、より小さな形態でより大きな回転トルクが発生する構成となっている。
【００３９】
図７は、本発明の第三の形態に係る操舵装置４１３の斜視模式図である。舵軸４０は、プロペラスクリュー軸上方の両脇に回転自在に２軸配置され、各々の舵軸４０は、舵板３０を舵板上部で連結垂下し、前記各舵軸４０を各々回転可能とする動力機構３９９及び操舵装置４１１を船体内左右に各別に配設し、２つの舵軸４０の回転により２枚の舵板３０をプロペラ２０側方からプロペラ２０後流側まで前記操舵中立点から±７０°、すなわち１４０°の範囲で旋回可能であることを特徴とする２舵用の船舶の操舵装置である。図４の場合とは、舵が２枚となって舵板はプロペラの後方ではなく、側方に位置されている点が大きく異なる。舵軸４０が二軸配設されているので、各々を駆動する独立の駆動機構を各々の各軸を専属に駆動するものとして、二つ船内、プロペラ２０の上方に設けられている。巡航直進の保針操船の場合には、両舵板３０は、プロペラ２０の両脇側方に保持され、針路を変える変針操船の場合には、舵板３０は、舵軸４０の回転によりプロペラ２０側方からプロペラ後流側に７０°まで旋回可能であり、選択的にもう一方の舵板は、舵軸４０の回転によりプロペラ２０側方からプロペラ２０上流側に４５°まで旋回可能と構成されている。上流側へは４５°も旋回すれば十分に操舵の目的を達成するし、後流側へと７０°旋回し、減速急停止時には、両方の舵板を各舵軸の回転によりプロペラ側方からプロペラ上流側へ船軸に線対称に−４５°を超えて旋回すれば、舵板をプロペラまわりに旋回回動して大きな舵角を取ることで、舵を船舶の制動に利用できるようにもなり、高い制動性能を確保できるようになる。この操舵装置４１３によれば、緊急停止時に２枚の舵板がプロペラ後流をその真後ろで７０°の舵角でほぼ遮蔽する動きをするため、制止力を大とする効果を発揮する。この場合の操舵の目的は、急停止の必要な場面で、プロペラ駆動をリセットした後にプロペラが惰性で回っている時間を短縮し、早くプロペラの逆転を可能とすることである。この各々の舵軸４０を駆動し、操舵するものとして第二の実施形態で開示する操舵装置４１１の駆動機構４０２と動力機構３９９（油圧ポンプユニット系は図示しない）を左右に各々配設し、２つの舵軸４０の回転により２枚の舵板３０をプロペラ２０の側方からプロペラ２０の後流側まで各独立に旋回可能としている。本実施形態の操舵装置で４１３は、シリンダの開き角が抑えられて幅広船でなくともこの構成を取ることができ、船尾の機関スペース占有も支障も最小限に抑えられる点好ましい。
【００４０】
第三の実施形態では、油圧シリンダが対向する操舵中立点でゲート形ラダーがプロペラ側方で平行に位置する。２舵ということは別として、一つの舵軸を駆動する駆動機構４０２と動力機構３９９部分は同一であるが、図４に示すものとは舵板４０がゲート形ラダーとなっている点が異なる。
【００４１】
第三の実施形態に示されるゲート形ラダーの２舵構成の操舵装置によって船舶を運航すると、２枚の舵板３０は、プロペラ２０の両脇に配置されて、２枚の舵板の前端はプロペラ回転面の形成する面よりも前方に突出し、この突出長さは船体１０と干渉しない範囲で前方に伸長させて、２枚の舵板３０は薄く形成されて低い流体抵抗と船尾近傍の渦発生への整流効果を狙う。舵板３０は、正面図に示されるように逆さＬ字板状を呈しており、舵板上部で舵軸４０に垂下固定され、舵軸４０は船体の船底部分（図示しない）に回転自在に軸受支持されている。操舵時には、舵軸４０の回転に連れて、舵板３０はプロペラの周りをプロペラ後方又は前方に水平面上で旋回する。舵板３０が板面上の軸中心で回転するよりもプロペラのまわりを旋回することにより、プロペラ後流の偏向流の偏向角を増すことができ、旋回性能を向上させる効果が得られる。２枚の舵板３０は、前方厚みを後方厚みに対して厚くし、船体中心線に対して１０度以内傾けることで、適度な迎角を有した配置とし、プロペラ効率を増しつつ、船体１０の船尾近傍の流れに対して抵抗が少ない最適な舵板形状とし、総じて大きな前方推力を得ることができる。図７に示す駆動機構４０２は、各々の駆動軸を自在に回転させている。船尾から見る方向から中心に向かい同時に閉じるように旋回させれば、緊急時に緊急制動させることもできる。２軸が各々独立に駆動できれば、舵板３０の旋回が自在に可能となるので、巡航直進時には、舵板３０がプロペラ後流に位置することなく、プロペラの両脇に位置して高い推進効率を与えるという効果を提供しつつ、緊急制動時には、プロペラ後流で船体１０の船軸と７０度の舵角を与えて高い制動力を得たり、プロペラ２０の水流を船舶の旋回のために自在に偏向整流させ、最大舵角付近でプロペラ回転数を上げても安定的に旋回性能を確保するに十分な舵力を保持する操舵装置が提供されることとなる。
【００４２】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は係る実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本発明が、ここに記載された実施形態に描かれ、実施形態は、かなり詳細に記載されているが、出願人は、この記載によって添付する特許請求の範囲をいかようにも制限、限定する意図はない。追加の利点や修正は、当業者に理解され、一つの実施形態に記載された要素は、他の実施形態にも採用可能である。したがって、発明は、広い面で、特定の詳細事項に限定されず、各々の機器と実施例が示され、記載されている。したがって、出願人の一般的発明概念の精神とスコープから乖離しないで、これらの詳細に記載された事項から離れることもあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、水上船舶の舵板の操舵部分に適用可能なものである。
【符号の説明】
【００４４】
２０  プロペラ
３０  舵板
４０  舵軸
１００  油圧シリンダ
１０１  ピストン・ロッド
１０２  舵柄
１０３  船体への固定支持部
１０４  舵柄とピストン・ロッド連接部
１０５  高圧ホース
１０６  高圧ホース
１０７  架台
１１４  舵柄と舵軸連接部
３９９  駆動機構
４００  駆動機構
４０２  駆動機構
４１０  操舵装置
４１１  操舵装置
４１３  操舵装置
ｆ１    接線力
ｆ２    接線力
Ａ      二股部（左）の操舵中心での位置
Ｂ      二股部（左）の左最大舵角での位置
Ｃ      二股部（左）の右最大舵角での位置
Ｏ      二股部（右）の操舵中心での位置
Ｐ      二股部（右）の左最大舵角での位置
Ｑ      二股部（右）の右最大舵角での位置
Θ      二股交叉角
【図１Ａ】
2016188033.tif 000003
【図１Ｂ】
2016188033.tif 000004
【図１Ｃ】
2016188033.tif 000005
【図１Ｄ】
2016188033.tif 000006
【図２Ａ】
2016188033.tif 000007
【図２Ｂ】
2016188033.tif 000008
【図２Ｃ】
2016188033.tif 000009
【図３】
2016188033.tif 000010
【図４】
2016188033.tif 000011
【図５】
2016188033.tif 000012
【図６Ａ】
2016188033.tif 000013
【図６Ｂ】
2016188033.tif 000014
【図７】
2016188033.tif 000015