JP2000511488A - 海上推進および操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 海上推進および操舵装置（１０）は、前端および後端を有するポッド（１３）と、ポッドに収容されるドライブモータ等の駆動機械（１４）と、駆動機械に駆動可能な態様で接続され、ポッド（１３）の前端の外部にプロペラ（１８）が備えられたほぼ水平のプロペラシャフト（１５）と、ポッドに堅く装着される直立ポッド支持ストラット（１２）とを含み、直立ポッド支持ストラット（１２）はその上端において、水に浮く物体の下のポッド支持ストラットおよびポッドを支持する、ほぼ垂直の軸（Ｃ）を中心とする角運動のための自在軸受手段（１１）を有する。ポッド支持ストラット（１２）は、実質的に直立翼型として形づくられ、その翼弦平面（Ｖ）はプロペラシャフト（１５）の軸（Ｔ）を含むか、またはこれに隣接しており、その前縁（１２Ａ）はプロペラ（１８）に向けられている。ポッド支持ストラット（１２）は、その後縁（１２Ｂ）において、ポッド支持ストラットの翼弦平面（Ｖ）に配置されるか、またはこれに並行し、かつプロペラシャフトの軸（Ｔ）に対してある角度をなす軸（Ｌ）について角運動が可能である舵（１９）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】海上推進および操舵装置 この発明は海上推進および操舵装置に関する。 より特定的には、この発明は、前端および後端を有するポッドと、ポッドに収 容される駆動機械と、駆動機械に駆動可能な態様で接続され、ポッドの前端の外 部にプロペラが備えられたほぼ水平のプロペラシャフトと、ポッドに堅く装着さ れる直立ポッド支持ストラットとを含み、直立ポッド支持ストラットがその上端 において、水に浮く物体の下のポッド支持ストラットおよびポッドを支持する、 ほぼ垂直の軸を中心とする角運動のための自在軸受手段を有する種類の海上推進 および操舵装置に関する。 水に浮く物体は、船、作業プラットホーム、ポンツーンまたは類似の浮き体で あってもよい。 この種類の推進および操舵装置はＥＰ−Ｂ−０ ３９４ ３２０から公知であ る。この装置は垂直軸について角運動が可能であるため、この装置が備えられた 船または他の水に浮く物体の推進だけでなく操舵にも用いることができ、さらに 舵を同時に操舵に用いることができる。また、装置全体の角調整と舵の偏向とを 組合せてもよい。 この装置を備えた水に浮く物体が、たとえば２０ノット以上の高速で航走する ように適合される船であった場合、船がそのような高速で航走している間に装置 を回転すると、装置は水による非常に大きい力を受けることになる。このため、 装置を回転するために用いられる自在軸受およびアクチュエータならびに他の部 品には操舵操作の間、強い応力がかかることになる。このため、船が高速で航走 している際には舵による操舵が好ましい。装置全体を回転することによる操舵（ 舵の偏向と組合せてもよい）は、船を港または狭い水路内で操縦する際など、低 速度で航走させる場合に行なわれる。 公知の装置では、舵の旋回軸が装置の垂直回転軸と一致する。動作条件によっ ては、回転軸のこの配置のため、船の船首から船尾への垂直中心線平面から装置 がある角度だけオフセットされている際に、装置に突き当たる水の一様でない流 れと、舵の位置とに関係のある流体学的問題が生じる。 この発明の目的の１つは、こうした問題に関して改善された推進および操舵装 置を提供することである。 この目的は、この発明に従って、ポッド支持ストラットを実質的に直立翼型と して形づくることによって達成され、その主または翼弦平面はプロペラシャフト の軸を含むか、またはこれに隣接しており、その前縁はプロペラに向けられてお り、上記の目的はさらに、ポッド支持ストラットの後縁において、ポッド支持ス トラットの翼弦平面に配置されるか、またはこれに並行し、かつプロペラシャフ トの軸に対してある角度をなす軸について角運動が可能である舵を備えることに よって達成される。 装置をこの発明に従って設計することにより、高速において船を舵のみを用い て操縦する可能性、すなわち装置がその通常の位置、つまり巡航位置に留まり、 プロペラシャフトが船の船首から船尾への垂直中心線平面と整列している状態で 操縦する可能性を損うことなく、また、たとえば船を港または狭い水路内で操縦 する際など、船が低速度で航走する場合に装置を適当な角度だけ角移動させるこ とによって船を操縦する可能性を損うことなく、上述の問題が大幅に減じられる 。 ポッド支持ストラットが翼型（または水中翼）として形づくられ、それに応じ てその水平断面部が、少なくともストラットの高さの大部分にわたって翼型プロ ファイルまたは落ちる水滴の輸郭に似ており、舵がストラットの後縁において装 着され、好ましくはストラット内に同じ高さで装着され、舵が中立位置にある際 に舵がその前にあるストラットの部分の平滑な延長部を形成することから、舵は 高速において非常に効果的に機能できる。そもそも舵は高速において用いること が主に意図されている。このため、舵の有効な表面積は対応する船の通常の主舵 に必要な表面積の一部分だけで十分である。舵をプロペラおよび回転軸からかな りの距離をおいて位置付けることは空洞現象の問題の点で有利であり、特に、ポ ッド支持ストラットの流線形の断面と組合せると有利である。 舵の作動は、ポッド支持ストラットの上端に位置付けられ舵に接続される舵ア クチュエータを用いて行なうことができる。代わりに、舵はポッド内に配置され るアクチュエータにより作動することもできる。 添付の図面に示される実施例に関連してこの発明を以下にさらに詳しく説明す る。 図１は、装置が部分的に示される船体に装着されている、この発明を具体化す る推進および操舵装置の垂直長手方向断面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線から観た装置を示す。 図３−図５は、駆動機械を収容するポッドを船体底部から懸垂するストラット の、図１のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線およびＤ−Ｄ線により示される異なるレベルにお ける水平断面図である。 図を参照すると、示されている推進および操舵装置１０は船体の底部Ｓから懸 垂しており、船体は底部の小さい部分以外は示されていない。 船体底部Ｓに固定される軸受リングＲは回転または自在軸受を形成し、この中 で装置１０の支持リング１１が垂直軸Ｃについて回転できる。軸受リングＲおよ び支持リング１１により形成される自在軸受の詳細な構造はこの発明をなすもの ではなく、ここでは説明しない。軸受リングＲおよび支持リング１１の上に配置 されるのは、支持リングを回転し、装置に動力を供給し、装置を冷却するための 機械である。たとえば油圧モータまたはシリンダを含むこのような装置の詳細な 構造も同様にこの発明をなすものではない。 垂直支持部またはハンガーの上端が支持リング１１に固定され、この垂直支持 部またはハンガーを以後ストラットと称し、１２で示す。細長く、ほぼ円筒形ま たは球形の水平方向に配向されるハウジングにストラットの下端が堅く、取外し 可能に装着され、このハウジングを以後ポッドと称し、１３で示す。ポッドは駆 動機械を収容する。示される実施例では、ポッド１３に収容される駆動機械はド ライブモータ１４、すなわち電気モータである。モータ１４の出力シャフト１５ はポッド１３の軸に対して水平であり、かつ同心である。これはモータの固定子 の外部でポッド内に配置される軸受１６および軸受１７に支持される。シャフト の一方端はポッドの一方端、つまり図１の右端を抜けて突出する。突出するシャ フトの端部は、引っ張りプロペラとして動作するよう設計されているプロペラ１ ８を担持する。このように、通常の推進の方向から見ると、ポッド１３の右端が 前端である。 図１−図３の断面図から明らかであるように、ポッド支持ストラット１２の断 面形状は、少なくともポッド支持ストラット１２の高さの主な部分にわたっては 翼型プロファイルに似ている。したがって、ポッド支持ストラット１２の断面は 前縁１２Ａにおいて丸まっており、そこから後方へ向かって幅が大きくなり、後 縁１２Ｂへの距離の半分に達する手前のところでその幅が最大となり、そこから 徐々に狭くなって、後縁において幅が非常に小さくなる。断面部の長さ、すなわ ち翼型プロファイル翼弦の長さは、支持リング１１からモータポッド１３に向か って徐々に長くなる。前縁１２Ａおよび後縁１２Ｂの双方は回転軸Ｃに対して鋭 角を成し、船体底部Ｓの上の点に向かって収束する。 また、図３−図５から明らかであるように、示される実施例では、翼型プロフ ァイルはポッド支持ストラット１２の高さ全体にわたって両側が凸状であり、少 なくともストラットの中央部分において非対称である。非対称の形はプロペラ１ ８の回転の方向に応じて選択される。さらに、図２および図５からわかるように 、長手方向のポッド軸とこれに一致するモータ／プロペラシャフト１５の軸Ｔと は、翼型プロファイルの翼弦平面、すなわちポッド支持ストラット１２の垂直主 平面Ｖに含まれる。異なった非対称の翼型プロファイルを用いてもよく、また、 対称の翼型プロファイルを用いてもよい。 ポッド支持ストラット１２は中空であり、これが規定する空洞１２Ｃは、ドラ イブモータ１４に対して行き来するよう冷却空気を通すための流路、およびたと えば潤滑油のための管路を収容するための流路を形成する。 ポッド支持ストラット１２の高さの主な部分にわたって、ストラットの後縁部 分は舵フラップ１９で形成されており、舵フラップ１９は、示されるように中立 の偏向のない位置にあるときはその断面プロファイルが舵フラップの前にあるス トラットの部分の平滑な連続部分を形成するような態様で凹み内に形成され同じ 高さに装着される。 舵フラップ１９は、ポッド支持ストラット１２の上端において支持リング１１ に装着される油圧モータなどの舵アクチュエータ２０により、軸Ｌについて旋回 するよう可動であり、軸Ｌは後縁１２Ｂにほぼ並行するか、または後縁１２Ｂに 対してほんの小さい角度をなす。舵アクチュエータを支持リング１１の上または ポッド１３の内部など、異なる場所に位置付けてもよい。 当然ながら、この発明は例示のため示されろ実施例に限定されるものではなく 、 したがって、この発明の概念および請求の範囲の範囲内においてさまざまな態様 で変更してもよい。たとえば、駆動機械がモータである場合、これは油圧モータ であってもよい。しかしながら、駆動機械はモータである必要はなく、アングル ギアまたは、ドライブモータまたは船体内のエンジンからの駆動動力をプロペラ シャフトへ伝える他の伝動装置であってもよいことに注目されたい。 さらに、回転軸Ｃおよびプロペラシャフト軸Ｔは主平面Ｖにおいてわずかに傾 き、垂直または水平方向に対して小さい角度をなしていてもよい。通常、傾斜は 約５°より大きくはならないが、最大で約１５゜の傾斜が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 ９）を備えている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．海上推進および操舵装置であって、前端および後端を有するポッド（１３） と、前記ポッドに収容される駆動機械（１４）と、前記駆動機械に駆動可能な態 様で接続され、前記ポッド（１３）の前端の外部にプロペラ（１８）が備えられ たほぼ水平のプロペラシャフト（１５）と、前記ポッドに堅く装着される直立ポ ッド支持ストラット（１２）とを含み、前記直立ポッド支持ストラットはその上 端において、水に浮く物体の下の前記ポッド支持ストラットおよび前記ポッドを 支持する、ほぼ垂直の軸（Ｃ）を中心とする角運動のための自在軸受手段（１１ ）を有しており、 前記ポッド支持ストラット（１２）は実質的に直立翼型として形づられ、その 翼弦平面（Ｖ）は前記プロペラシャフト（１５）の軸（Ｔ）を含むか、またはこ れに隣接しており、その前縁（１２Ａ）は前記プロペラ（１８）に向けられてお り、 前記ポッド支持ストラット（１２）はその後縁（１２Ｂ）において、ポッド支 持部の前記翼弦平面（Ｖ）に配置されるか、またはこれに並行し、かつ前記プロ ペラシャフトの軸（Ｔ）に対してある角度をなす軸（Ｌ）について角運動が可能 である舵（１９）を備えることを特徴とずる、装置。 ２．前記舵（１９）は前記ポッド支持ストラット（１２）の後縁部分に同じ高さ で装着されることを特徴とする、請求項１に記載の海上推進および操舵装置。 ３．前記舵（１９）は、前記舵に駆動可能に接続され前記ポッド支持ストラット （１２）の上端において配置される舵アクチュエータ（２０）と関連しているこ とを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の海上推進および操舵装置。 ４．前記舵（１９）は、前記舵に駆動可能に接続され前記ポッド（１３）内に配 置される舵アクチュエータ（２０）と関連していることを特徴とする、請求項１ または請求項２に記載の海上推進および操舵装置。