JP2657422B2 - 結合されたラダーおよびプロペラ配置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ この発明は、船およびその他の種類の船舶の、推進、
操縦および操縦のためのラダーとプロペラとを組合せた
装置に関する。

［背景技術］ ラダーとプロペラとを組合せた装置、いわゆるアクテ
ィブラダーは、この分野では周知である。この装置にお
いて、回転可能なラダーブレードは、通常はそのブレー
ド自身の後部または後縁の後ろに、プロペラが装着され
る水平のプロペラ軸のためのベアリングハウジングを備
えている。そのため、プロペラにより発生する水流はラ
ダーブレードの両側を通過し、プロペラは船の操舵およ
び操縦の際にラダーブレードが回転運動をするのに伴っ
て動く。プロペラは通常、プロペラ軸のベアリングハウ
ジングに配置された電気モータにより駆動される。この
種のアクティブラダーの場合、プロペラの主目的はプロ
ペラを通過する水流を発生し、特に低速度におけるラダ
ーの効果を増大または高めることである。

この分野ではまた、ラダーにしっかりと接続されたベ
アリングハウジング内でプロペラが軸支されている、い
わゆるラダープロペラまたはラダースラスタが周知であ
る。通常プロペラはラダーの前縁の前方に位置し、ベア
リングハウジング内に配置された電気モータにより、ま
たはかさ歯車機構を介して駆動される。このかさ歯車機
構は、ベアリングハウジング内に位置し、船内の駆動機
に接続されかつラダーとプロペラとの組合せを回転させ
るための管形の軸を通して上向きに延在する垂直の駆動
軸と、プロペラ軸とを接続する。後者の種類のラダーと
プロペラとを組合せたものの場合、プロペラは操縦機構
に加えて推進機能を有する。

この後者の種類のラダーとプロペラとを組合せた配置
には多数の利点があり、特に主要な推進力または船首の
プロペラとともに有利に使用することができる。好まし
くは、このラダーとプロペラとの組合せは主プロペラか
ら真っ直ぐ船尾方向にかつ主プロペラと一列をなして同
軸で配置される。この場合、主プロペラとラダーおよび
プロペラの組合せとは互いに反対方向に回転する。船の
前向きの推進力におけるプロペラの全体的な効率はこの
ようにして大幅に向上することがわかっている。

プロペラがラダーにしっかりと接続され、船の操舵お
よび操縦の際にラダーの回転運動とともに動く、上記の
周知のラダーとプロペラとを組合せた配置には多数の重
大な欠点がある。たとえば、ラダーがターンされそれと
ともにラダーにしっかりと接続されたプロペラもまたタ
ーンするとき、プロペラブレードは大きな力学的な力お
よび大きなトルクを受けるであろう。その理由は、プロ
ペラの軸が水を通して船が移動する方向に平行でないか
らである。プロペラブレードにかかるこうした力学的な
力およびトルクは、船が高速の場合およびラダーの角度
が大きい場合には非常に大きくなり、疲労の危険性を考
慮すれば、プロペラブレード、プロペラブレードの取付
部品、およびプロペラボスを強化しなければならない。
プロペラが回転するにつれて、プロペラブレード上に力
学的な力およびトルクがほぼ正弦波的に変化するという
ことに注目せねばならない。プロペラブレード、プロペ
ラブレードの取付部品、およびプロペラボスに必要とさ
れる強化はプロペラのコストを増大させ、一方その結果
としてプロペラボスの直径が増大することによりプロペ
ラの効率が損なわれることになる。

前方に位置する主プロペラとともに使用されるタイプ
の、上記の周知のラダーとプロペラとを組合せた装置の
欠点は以下のとおりである。ラダーがターンされると、
ラダーに取付けられたプロペラは主プロペラの真っ直ぐ
後ろで同軸である位置から離れるように動かされるた
め、ラダーの角度がそれほど大きくなくても、互いに前
後に配置され互いに反対の回転方向に駆動される２つの
プロペラの、所望の向上した全効率が損なわれることで
ある。

［発明の概要］ したがって、本発明の目的は、前述の欠点を有さず、
ラダー−プロペラまたはラダー−スラスタの装置がもた
らすのと同じ利点を包括的にはもたらし、反対の回転方
向に駆動されるが船舶を推進および操縦するために単独
で使用することもできる主プロペラとともに特に有利に
使用できる、改良されたラダーとプロペラとを組合せた
装置を提供することである。

この発明は、発明の多数の実施例を示す添付の図面を
参照して以下でより詳細に説明される。

［図面を簡単な説明］ 図１は、本発明のラダーとプロペラとを組合せた装置
の第１の実施例の概略的な側面図であり、部分的に軸部
分を示す。

図２は、図１に従う実施例の変形例を図１と同じ態様
で示す。

図３は、図１に従う実施例の他の変形例を図１と同じ
態様で示す。

図４は、本発明のラダーとプロペラとを組合せた装置
の第２の実施例を概略的に図１と同じ態様で示す。

図５は、本発明のラダーとプロペラとの組合せの第３
の実施例を概略的に図１と同じ態様で示す。

［好ましい実施例の説明］ 図１に概略的に示される、進歩的なラダーおよびプロ
ペラの装置の実施例は、１で参照されるラダーと、２で
参照されるプロペラユニットとを含む。ラダーおよびプ
ロペラユニットは、船またはその他の船舶の船体の下面
３の下に、たとえば船の船尾に配置される。この船体な
どは部分的にのみかつ非常に概略的に示されている。ラ
ダー１は船体の下部３の空気きを通して上に延在する管
状の舵頭材４を備える。舵頭材４は、この空きを囲む軸
受座５において回転可能に軸支され、かつ軸受座によっ
て支えられている。いわゆる回転自在スラスタと同じ態
様で、プロペラユニット２は、ハウジング９において軸
支される水平のプロペラ軸の一方の端部に装着されるプ
ロペラ６を含む。この実施例の場合、ハウジング９は、
プロペラ軸を垂直の駆動軸７に接続するかさ歯車機構を
含むものと仮定する。駆動軸７は、自身の下の端部でハ
ウジング９を支持する管状の支柱８を通し、ハウジング
９内のかさ歯車から上に延在する。プロペラ６を駆動す
る垂直の駆動軸７は、船に配置されたプロペラ駆動機
（図示せず）に何らかの適切な態様（図示せず）で接続
される。プロペラユニット２を支持している支柱８は、
管状の舵頭材４において回転可能に軸支されかつ支持さ
れている。図示の実施例の場合、プロペラユニットハウ
ジング９にはまた、ハウジング９の下に位置するラダー
１の一部における回転のための軸支される下向きに方向
付けられたピボット軸10が備えられる。このはラダー１
およびプロペラユニット２双方を偶発的な力に対向して
強化する役割を果たすが、すべての場合において必要な
わけではない。

管状の舵頭材４の上端部は船体内でギアリング11にし
っかりと接続される。ギアリング11は、船体の静止また
は固定部分12において回転するために軸支されており、
かつピニオンギア13と駆動係合している。ピニオンギア
13は、従来のステアリング機械と同じ方法で、ギアリン
グ11を、かつそれとともに舵頭材４およびラダー１を回
転させるように動作する、関連のステアリングモータ14
により駆動される。

この発明の装置はまた、支柱８とともにプロペラユニ
ット２全体を選択的に、少なくとも１つの所与の固定さ
れた位置で船体12に対して固定するか、またはともに回
転するために舵頭材４に対して固定するための装置を含
む。図示の実施例の場合、その装置は、１つ以上の液
圧、空気圧または電気で動作可能なピストン15を含み、
ピストン15は自身の両側から突出し２つの異なる位置の
間で動くことができるピンを備えている。

この発明の装置では、ピストン15を適切に位置決めす
ることにより、船の通常の推進中にプロペラユニット２
を固定位置にロックすることができる。この状態では、
プロペラ軸が船の前方向と平行に延在し、かつ船首のプ
ロペラがある場合にはそのプロペラの真っ直ぐ後ろにか
つ同軸で位置するようになる。一方、通常の進路の維持
および操縦のためには、ステアリング機械またはギア1
1、13および14を用いてラダー１をラダーの通常のター
ン範囲たとえば30−40゜の範囲内で回転させることがで
きる。このようにして、周知のラダーとプロペラとの組
合せの装置に関連する前述の欠点すべてが排除される。
他方、船を低速度で操縦するときには、ピストン15をそ
の２つの位置のうち、プロペラユニットの支柱８が船体
から解放されてその代わりに舵頭材４に接続される方の
位置に配置することができる。この後者の場合、ラダー
１およびプロペラユニット２は、ステアリング機械11、
13および14により、何らかの所望の角位置にたとえば望
むのであれば360゜、ともに回転することができる。こ
のようにして、プロペラのスラストを所望の方向にする
ことができるため、高度の操縦性がもたらされる。この
方法でプロペラユニット２をラダー１に固定すると、プ
ロペラ軸の当然好ましくはラダーの面と並列して延在す
ることになる。

図２および３は図１に示される前述の実施例の変形例
を示している。これらの変形例では、ラダー１を多数の
異なる方法で、たとえば当該出願が必要とするラダー領
域に対応するように構成することが可能である。

図１および３の実施例のように、ラダー１の一部がプ
ロペラ６と反対側に位置するハウジング９の端部にある
とき、このハウジング９の端部は好ましくは、図１の実
施例の場合のように半球形の構成であるか、または図３
の実施例のように半円柱形の構成である。さらに、この
ハウジング部分の後ろに位置するラダー１の部分は、ハ
ウジング９に面しておりかつハウジングの半球または半
円柱の形状に適合する前部または前方に位置するエッジ
を有する。ラダーの回転の中心は、ハウジング９の半球
形または半円柱形の端部の湾曲の中心とほぼ一致する。
ハウジング９の後ろにあるラダー部分はまた、ハウジン
グ９の形状に対応する流線形状を有する、厚みを増した
部分またはいわゆるバルブを構成する。このデザイン
は、ハウジング９およびラダー１を通過する水の流れが
分裂する可能性は最小限にとどめる。

ラダー１がプロペラユニット２の上下両方の位置する
実施例の場合、プロペラユニット２の上方に位置するラ
ダー部分の輪郭と、プロペラユニット２の下方のラダー
部分の輪郭とを、プロペラジェットによって生ずる回転
流を減じるような流入角および外形のアーチを備えた非
対称の構成にしてもよい。こうすればプロペラの効率は
向上するであろう。

本発明に従った装置のラダー部分を、すべて周知であ
る多くの異なる方法で構成することができる。たとえ
ば、ラダーの効果を高めるためにラダーの後縁に旋回可
能なフラップを設けてもよい。その代わりに、ラダー部
分がいわゆる「回転シリンダラダー」として構成される
ようにしてもよい。この場合ラダーブレードはその前縁
にまたは前のエッジで回転シリンダを備える。別の代替
形は、ラダーブレードがその上および／または下のエッ
ジに既知の態様でエンドプレートを備えるものである。

もちろん、本発明のプロペラとラダーとを組合せたも
ののプロペラは、固定されたブレードを有してもよいし
調節可能なブレードを有してもよい。後者の場合、プロ
ペラのピッチ角を変えることができる範囲を、プロペラ
のブレードがプロペラ軸とほぼ平行に位置決めされるよ
うにすなわちフェザリングされるほどに大きくすること
ができる。このことは、船または同様の船舶が、たとえ
ば船首プロペラの助けを借りプロペラ６を用いずに推進
されるような条件下では特に有利である。考え得るある
実施例に従えば、プロペラユニットは、図示され説明さ
れた実施例の単一のプロペラの代わりに、適切な逆回転
する２つのプロペラを含んでもよい。

プロペラ６は、垂直の駆動軸およびハウジング９内の
かさ歯車機構を介して船体内に位置する駆動機械によっ
て駆動される代わりに、ハウジング９内に配置されかつ
プロペラ軸に接続される駆動モータによって駆動されて
もよい。この駆動モータは適切には電気または液圧モー
タである。

図４は、この発明に従うラダーとプロペラとを組合せ
た装置の別の実施例を、図１と同じ態様で概略的に示
す。この実施例は、プロペラの支柱８がその支柱の上の
端部で、多数のピニオンギア18と駆動係合するギアリン
グ16と接続されているという点で、図１−３の実施例と
は異なっている。多数のピニオンギア18はこのピニオン
に接続された同数のステアリングモータ17によって駆動
される。この実施例では、舵頭材４およびプロペラユニ
ットの支柱８は各々、船内のステアリング機械11、13、
14および16、17、18にそれぞれ接続される。したがっ
て、ラダー１およびプロペラユニット２は各々独立して
互いに異なる方向に回転し、かつ互いに異なる回転位置
に配置されることができる。もちろん、この場合も図１
の実施例によりもたらされる前述の利点すべてが得られ
るが、同時に、特別な状況および特別な動作条件に最適
であると考えられるような互いの位置に、ラダー１およ
びプロペラユニット２が自由にかつ正確に置かれるとい
うさらなる利点が得られる。

図５は、この発明に従うさらに他の実施例を図１と同
じ態様で概略的に示す。この実施例では、プロペラユニ
ットを支持する支柱８は、船体の軸受座５は直に組込ま
れて支持されている。支柱の上端部は、プロペラユニッ
ト２が何らかの所望の方向に位置決めされることが可能
となる態様でステアリング機械11、13および14に接続さ
れる。この場合ラダー１はプロペラユニット支持支柱８
により回転可能に軸支されかつ支持される。

プロペラユニットハウジング９内にはステアリング機
械（詳細には図示せず）が配置される。このステアリン
グ機械により、船の進路を維持し通常の前方向の船の速
度で船を操縦するために、ラダー１はプロペラユニット
２に関してターンされる。このとき、プロペラユニット
２は、ステアリング機械11、13および14により船に関し
固定位置で保持されており、プロペラ軸は船の前方向と
並列している。ラダーのステアリング機構は、たとえ
ば、例としてクランク19およびラダー１に設けられた溝
またはトラック20に備えられた結合ブロックによりラダ
ー１に接続されるサーボモータを含んでもよい。プロペ
ラユニットの支柱８に関しラダー１を回転させるため
の、例としてサーボモータの形式のそのようなステアリ
ング機械を船体内の支柱８の上端部に設置し、管状の支
柱８を通して軸方向に延在しかつ下端部でクランク19と
同様のクランクを備える連接棒により回転自在のラダー
１に接続することが可能である。

上記より明らかに、本発明のラダーとプロペラとを組
合せた装置は多数の異なる形式を有する可能性があり、
上記以外の変形例および修正例も可能である。たとえ
ば、その装置は必ずしも船体の下部分の下に装着される
必要はなく、その代わりに、船尾の後ろに装着され、船
体のトランサムにしっかりと固定されたベアリングハウ
ジングにより支持されかつベアリングハウジング内で軸
支されてもよい。

船体または回転自在のラダー部分いずれかに代替的に
および選択的にプロペラユニットを固定することを可能
にする多数の方法があることもまた理解されるであろ
う。前述し図示したプロペラユニットを固定する方法は
例示にすぎない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−86290（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−87693（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−40715（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船舶の推進、操舵および操縦のためのラダ
   ーとプロペラとを組合せた装置であって、ラダーユニッ
   トとプロペラユニット（２）とを備え、 前記ラダーユニットは、ほぼ鉛直なラダー軸線の回りを
   回転し得るように船体に取付けられたラダー部分（１）
   を含み、 前記プロペラユニット（２）は、ハウジング（９）内に
   回転可能に軸支されたほぼ水平なプロペラ軸上に取付け
   られたプロペラ（６）を含み、 前記プロペラユニット（２）は、前記ラダー軸線に一致
   する軸線の回りを回転し得るように船体に取付けられて
   おり、 前記装置は、選択的に、前記プロペラユニット（２）を
   船体に対して回転しないようにロックし、それによって
   前記ラダー部分（１）の回転とは無関係にプロペラユニ
   ットを固定角度位置に維持するか、または、前記プロペ
   ラユニット（２）を前記ラダー部分（１）に対してロッ
   クし、それによってプロペラユニットがラダー部分とと
   もに回転するようにするための手段（15）を備える、ラ
   ダーとプロペラとを組合せた装置。
2. 【請求項２】前記ラダー部分（１）は、船舶内で上向き
   に延在しかつ船舶内で回転可能に支持される管状の舵頭
   材（４）を含み、 前記プロペラユニット（２）は、その底部が前記ハウジ
   ング（９）に固定された支柱（８）を含み、 前記支柱は、前記管状の舵頭材（４）を通過して上に延
   在し、かつ前記舵頭材内に回転可能に軸支されている、
   請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記舵頭材（４）および前記支柱（８）
   は、前記ラダー部分（１）および前記プロペラユニット
   （２）を船舶に対して個々に回転させるために、それぞ
   れが個々のステアリングマシン（11、13、14および16、
   17、18）に接続されている、請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】前記プロペラユニット（２）は、ほぼ鉛直
   方向に延びる支柱（８）を含み、この支柱は、その下端
   部が前記ハウジング（９）に固定され、かつ船舶（３）
   に回転可能に支持されており、 前記ラダー部分（１）は、前記支柱（８）上に回転可能
   に支持され、 前記支柱（８）は、プロペラユニット（２）を船舶に対
   して回転させるためにステアリングマシン（11、13、1
   4）に接続され、 前記プロペラユニット（２）は、前記プロペラユニット
   の支柱に対して前記ラダー部分（１）を回転させるよう
   に前記ラダー部分（１）に接続される手段（19、20、2
   1）を含み、請求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】前記プロペラユニットハウジング（９）は
   前記ラダー（１）の凹みに配置され、 前記ラダーは、前記プロペラとは反対側に位置するハウ
   ジング（９）の一方端の上方および背後に延在してい
   る、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 【請求項６】前記プロペラ（６）とは反対側に位置する
   プロペラユニットハウジング（９）の一方端部は、部分
   球面または部分円柱の形態を有し、 前記ハウジングの一方端部の背後に位置するラダー部分
   は、前記ハウジングの一方端部に近接する前縁と、前記
   部分球面または部分円柱の曲率中心を通過する回転軸線
   とを有する、請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】プロペラユニットハウジング（９）の背後
   に位置するラダー部分は、ハウジングの流線形の形状に
   適合するように厚みが変化した形態を有する、請求項６
   に記載の装置。
8. 【請求項８】プロペラユニットハウジングの上方に位置
   するラダー部分および前記ハウジングの下方に位置する
   ラダー部分は、プロペラジェットによって生ずる回転流
   に逆らうように、その流入角および曲線状の輪郭が非対
   称の形状を有している、請求項１〜７のいずれか１項に
   記載の装置。
9. 【請求項９】プロペラユニットは、互いに反対方向に反
   転し、互いに間隔が設けられ互いに同軸であるプロペラ
   を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。