JP2008230379A

JP2008230379A - 一軸二舵船の操舵方法及び操舵装置

Info

Publication number: JP2008230379A
Application number: JP2007071812A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Matsumoto; 光一郎松本
Original assignee: Universal Shipbuilding Corp
Current assignee: Universal Shipbuilding Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】操舵手が違和感なく、容易かつ確実に操舵することのできる一軸二舵船の操舵方法及び操舵装置を提供する。
【解決手段】船尾に設けた一軸のプロペラの後方に該プロペラの軸を挟んで両側に舵が設けられた一軸二舵船において、操舵室の舵輪１０の近傍に操舵レバー１１を設け、舵輪１０により当舵及び旋回の操舵を行うと共に、操舵レバー１１により舵のテイルインボード又はクラムシェル操舵を行うようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、大型船の一軸二舵システムにおける二舵の操舵方法及び操舵装置に関するものである。

一軸二舵システム（プロペラ１基、舵２枚）は、従来小型船に適用され、操船性能の大幅な向上を実現している。
従来、一軸二舵システムが適用されていた小型船としては、内航船が多く、これらの小型船は、全航海時間の中で港内操船時間が占める割合が比較的長いことが特徴である。これらの小型船に二舵システムを採用し、また、ロータリーベーン型の操舵機を使用することで大舵角が実現できるために、こまめな前後左右の操船が可能になり、港内操船時間の大幅な短縮が可能になった。

また、小型船であるため船体の慣性力も小さく、操舵に対する船体応答も一般に早かった。このような船体の応答性が高く、こまめに移動できる小型船においては、プロペラ出力を一定にしたままで、二舵の操舵だけで前後左右への船体移動を自由自在に行うことが可能である。
このような小型船の一軸二舵の操作装置としては、従来、ジョイスティックが用いられていた。ジョイスティックを倒す方向に船体が移動し、ジョイスティックを倒す角度でその方向の移動力を変化させることができる。

大型船用の一軸二舵システムに、一基の推進プロペラの後方に一対の高揚力舵を配設し、各高揚力舵が舵ブレードの頂端部と底端部にそれぞれ頂端板と底端板を有し、各舵ブレードの内舷側の面上で推進プロペラの軸心とほぼ同じ水準位置にほぼ前縁部から後方に向けて所定の翼弦長を有するフィンを設けた高揚力二枚舵システムにおいて、各舵ブレードの弦長を推進プロペラ直径の６０〜４５％にするように構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２６０９６号公報（第４−６頁、図１〜４）

大型船（例えば、載貨重量１０万ｔ以上）は船体が大きく、慣性が大きいため、一般に港内ではタグボートが支援して離着桟する。このような大型船においては、二舵にしてもプロペラ出力を一定にしたまま、二舵の操舵だけで前後左右の船体移動を自由自在に行うことは困難である。それでも二舵にし、操舵機をロータリベーン型にして大舵角を実現することで、従来の一舵の場合より大きな横力を出すことができ、また停止性能（行き足を制御する能力）も向上するため、従来の一舵船の場合より操船能力が向上する。

また、大型外航船では、全航海時間に占める港内操船時間が短かく、航海時間の方がはるかに長い。このような、こまめな操船よりも航海を中心にした操船時間の方が長い船舶では、ジョイスティックではなく、従来の舵輪と同じ感覚で操舵できる方が違和感もなく、また、誤操作も少ないと考えられる。

特許文献１の一軸二舵システムは、大型船に対して高速力航行時のみならず、低速力航行時においてもすぐれた操縦性能を得ることができ、推進能力も従来の一枚舵システムの場合と同等あるいはそれ以上の性能を確保することができるが、大型船への適用はまだ実現していない。
また、特許文献１には、一軸二舵船の操舵方法及び操舵装置については、具体的に開示されていなかった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、操舵手が違和感なく、容易かつ確実に操舵することのできる一軸二舵船の操舵方法及び操舵装置を提供することを目的とするものである。なお、本発明は、特許文献１の高揚力舵、頂端板、底端板、フィン等を必須要件とするものではない。

本発明に係る一軸二舵船の操舵方法は、船尾に設けた一軸のプロペラの後方に該プロペラの軸を挟んで両側に舵が設けられた一軸二舵船において、操舵室の舵輪の近傍に操舵レバーを設け、前記舵輪により当舵及び旋回の操舵を行うと共に、前記操舵レバーにより前記舵のテイルインボード又はクラムシェル操舵を行うようにしたものである。

上記の操舵方法において、前記操舵レバーを操作することにより、前記舵の舵角状態に拘らず該舵をテイルインボード又はクラムシェル状態に転舵するようにした。
また、上記の舵がテイルインボード又はクラムシェル状態において、前記舵輪を回転することにより前記舵を同方向に転舵するようにした。

また、本発明に係る一軸二舵船の操舵装置は、船尾に設けた一軸のプロペラの後方に該プロペラの軸を挟んで両側に舵が設けられた一軸二舵船において、操舵室の舵輪の近傍に操舵レバーを設け、前記舵輪により当舵及び旋回の操舵を行うと共に、前記操舵レバーにより前記舵のテイルインボード又はクラムシェルの操舵を行うように構成したものである。

上記の操舵レバーをガイドするガイド溝を設け、該ガイド溝に沿って前記操舵レバーを中立位置より一方の側に倒すと前記舵がテイルインボードに転舵され、他方の側に倒すと前記舵がクラムシェルに転舵されるように構成した。

上記の操舵レバーがテイルインボード又はクラムシェル位置にあるときに、前記舵輪を回転することにより前記舵が同方向に転舵されるように構成した。
また、上記の操舵レバーのガイド溝に沿って角度目盛を設けた。

本発明に係る一軸二舵船の操舵方法によれば、操舵室の舵輪の近傍に操舵レバーを設け、１人の操舵手によって、舵輪により当舵、旋回を操船し、操舵レバーによりテイルインボード及びクラムシェルの操舵を行うようにしたので、違和感なく容易かつ確実に操船することができ、誤操作を生ずることもない。
また、操舵レバーによるテイルインボード又はクラムシェル操舵と、舵輪による操舵とを組合わせることにより、行き足を抑える操船や停船、さらには横方向の移動や旋回を行うことができるので、特に大型船に実施して効果顕著である。

また、本発明に係る一軸二舵船の操舵装置によれば、上記の操舵方法の場合とほぼ同様の効果を得ることができる。

図７は本発明の一実施の形態に係る一軸二舵システムの説明図である。
船尾１の船体の中心線上には一軸のプロペラ２が設けられており、プロペラ２の後方にはプロペラ２の軸心を挟んで両舷のラダーホーン３ａ，３ｂが設けられている。そして、ラダーホーン３ａ，３ｂに回動自在に支持された舵軸４（図２参照）にはそれぞれ舵５ａ，５ｂが取付けられている。なお、図示してないが、舵軸４の回動機構、この回動機構を制御する制御手段が設けられている。

船体の操舵室のコンソールには、図１に示すように、操舵装置である舵輪１０、及び舵輪１０の近傍（１人の操舵手が操舵しうる位置）にハンドル１２を有する操作レバー１１が設けられている。この操作レバー１１は、コンソールに設けたガイド溝１３に沿って、前後方向のほぼ中央部の中立位置１４を中心に前後方向に操作できるようになっており、この操作レバー１１の位置は電気信号に変換され、操舵機へ送られる。

次に、上記のように構成した操舵装置と、左右の舵５ａ，５ｂとの作用の概要について説明する。
図２は船体が前進するときの舵５ａ，５ｂの状態を示す平面模式図と後面模式図で、左右の舵５ａ，５ｂはほぼ平行状態にあり、操作レバー１１はガイド溝１３の中立位置１４に位置する。
船体を右又は左に移動又は旋回させる場合は、舵輪１０を図１に示す矢印ａ方向（面舵）又はｂ方向（取り舵）に回転し、図３に示すように、舵５ａ，５ｂを平行して右又は左に転舵する。以上の操舵は従来と同様である。

次に、二舵特有の操舵方法について説明する。
二舵特有の操舵方法には、図４に示すように、舵５ａ，５ｂの後端部を同じ角度で内側に転舵させる場合、すなわち、舵５ａ，５ｂをそれぞれ内側に角度δ₁で転舵させる場合（以下、この操舵をテイルインボードという）と、図５に示すように、舵５ａ，５ｂの後端部を同じ角度で外側に転舵させる場合、すなわち、舵５ａ，５ｂをそれぞれ外側に角度δ₂で転舵させる場合（以下、この操舵をクラムシェルという）とがある。

このようなテイルインボード又はクラムシェルを実行すると、船体を前進状態のままで、プロペラ２の後流によって生じる前進方向の推進力に対する抵抗を増大させることができるので、船体の行き足（前進力）を抑制することができる。一舵の場合は、舵を切って（舵抵抗を増大させて）行き足を抑えようとすると、同時に舵によって横力が発生して、船体が横に移動、旋回してしまうが、テイルインボード又はクラムシェル操舵によれば、このような問題は発生しない。なお、プロペラ２の回転数の変更は、一般船と同様にエンジンレバーの操作により行う。

上記のようなテイルインボード操舵を行う場合は、図１の操舵レバー１１を、ガイド溝１３に沿って、中立位置１４から例えば、図の下方に動かせばよい。このとき、舵５ａ，５ｂの転舵角度δ₁は操舵レバー１１の位置によって設定することができ、操舵レバー１１をガイド溝１３の下端部に位置させたときに最大角度となる。

また、クラムシェル操舵を行う場合は、テイルインボード操作の場合と反対側（図の上方）に操舵レバー１１を動かせばよく、このとき、舵５ａ，５ｂの回転角度δ₂は操舵レバー１１の位置によって設定することができ、操舵レバー１１をガイド溝１３の上端部に位置させたときに最大角度となる。なお、テイルインボード操舵を行うときに操舵レバー１１を上方に動かし、クラムシェル操舵を行うときに操舵レバー１１を下方に動かすようにしてもよい。また、ガイド溝１３に沿って角度目盛１５を設ければ、舵５ａ，５ｂの舵角度δ₁，δ₂の設定が容易である。

この場合、舵５ａ，５ｂの転舵には制限角度（最大角度）が存在する。テイルインボードでは、左右の舵５ａ，５ｂの後端部が、互いの舵後端、あるいは両舵５ａ，５ｂの間に設けられた水平フィン等（図示せず）の付加物に接触しない範囲の最大角度、あるいは、舵輪１０の最大回転角度が制限角度となる。
また、クラムシェルでは、舵輪１０の最大回転角度やラダーホーン付きの舵の場合は、図８に示すように、舵５ａ，５ｂがラダーホーン３ａ，３ｂ後端部に接触しない範囲の最大角度が制限角度となる。本実施形態では、簡単なため、例として、面舵（＋）、取舵（−）とも制限角度を６０度とした。

次に、操作レバー１１及び舵輪１０の機能及び操作方法について詳述する。なお、操作レバー１１によるテイルインボード、クラムシェルの一般的操舵、舵輪１０による船体の当舵、旋回の通常の操舵については前述したので、説明の一部を省略する。
以下の説明では、舵５ａ，５ｂが船体とほぼ平行に前後方向にあるとき（図２の状態）の舵角をゼロとし、面舵方向の転舵（舵５ａ，５ｂの後端部が上からみて反時計回り方向に回動する場合）をプラス（＋）、取り舵方向の転舵（舵５ａ，５ｂが上からみて時計回り方向に回動する場合）をマイナス（−）とする。

［操舵レバー１１の機能及び操作方法］
操作レバー１１が中立位置１４にあるときは、舵５ａ，５ｂは図２に示すように、船体とほぼ平行に前後方向にあり、最も推進性能の良い（馬力の少ない）舵角である。この場合、舵角は０度〜±数度の範囲であり、この角度は、理論計算、模型試験、運転結果によって決定される。

この状態で、前述のように、操舵レバー１１を操舵手からみて手前に引く（動かす）と、舵５ａ，５ｂはテイルインボード状態（図４）になる。このとき、操舵レバー１１を手前に引くほどテイルインボード角度δ₁が大きくなり、操舵レバー１１をガイド溝１３の一番手前まで引くと最大角度（制限角度）となる。これにより、プロペラ２の回転数が一定のままでも船体の行き足を抑えることができる。

また、操舵レバー１１を中立位置１４から前方に押す（動かす）と、舵５ａ，５ｂはクラムシェル状態（図５）になり、前方に押すほどクラムシェル角度δ₂が大きくなり、操作レバー１１がガイド溝１３の前端部に達すると最大角度（制限角度）となる。この場合も、テイルインボードの場合と同様に、プロペラ２の回転数が一定のままでも、船体の行き足を抑えることができる。

この場合、操舵レバー１１の操舵は、舵輪１０の操舵（後述）より優先する。すなわち、舵輪操舵により左右の舵５ａ，５ｂがある角度になっている場合でも、操舵レバー１１を操作することにより、テイルインボード又はクラムシェルに転舵することができる。

［舵輪１０の機能及び操作方法］
舵輪１０の操作により、前述のように左右の舵５ａ，５ｂに同一方向、同一角度の転舵を指示する。この場合、通常の一舵船と同様に舵輪１０を時計回り方向に回せば面舵となり、反時計回り方向に回せば取り舵となる。
操舵にあたり、前述のように操舵レバー１１の位置が舵輪１０による指示よりも優先するので、そのときどきの操作レバー１１の位置（テイルインボードの舵角δ₁又はクラムシェルの舵角δ₂）を基準に、そこから舵輪１０を回した分だけ舵角をとる。

いま、例えば、図６に示すように、テイルインボード状態において、舵５ａ，５ｂの角度δ₁が±５度（右舵５ｂが−５度、左舵５ａが＋５度）で前進中に、舵輪１０を矢印ａ方向（面舵方向）に３０度分回すと、図６に破線で示すように、右舵５ｂは−５度から＋２５度に、左舵５ａは＋５度から＋３５度に転舵される。

また、テイルインボード時の舵５ａ，５ｂの角度δ₁が±３０度のとき、舵輪１０を面舵方向に６０度分回すと、右舵５ｂは−３０度から＋３０度に、左舵５ａは＋３０度から＋９０度になるが、制限角度＋６０度を超えるため、６０度で停止する。こうして、右舵５ｂは＋３０度に、左舵５ａは＋６０度に転舵される。
さらに、舵５ａ，５ｂの角度δ₁が±３０度のとき、舵輪１０を面舵方向に９０度分回すと、右舵５ｂは−３０度から＋６０度（制限角度）となり、左舵５ａは＋３０度から＋１２０度になるが、制限角度を超えるため、＋６０度で停止する。

また、テイルインボード時の舵５ａ，５ｂの角度δ₁が制限角度の±６０度である場合、舵輪１０を面舵方向に６０度分回すと、右舵５ｂは−６０度から＋０度となり、左舵５ａは＋６０度から＋１２０度となって制限角度を超えるため、転舵することなくそのまま＋６０度に維持される。
さらに、上記の場合、舵輪１０を面舵方向に１２０度分回すと、右舵５ｂは−６０度から＋６０度となり、左舵５ａは＋６０度から＋１８０度となって制限角度を超えるため、転舵することなくそのまま＋６０度が維持される。

上記の説明では、舵輪１０を面舵方向に回して舵５ａ，５ｂを転舵させる場合を示したが、舵輪１０を取り舵方向（図１の矢印ｂ方向）に回した場合も、同様の作用により舵５ａ，５ｂを反対方向に転舵させることができる。
また、上記の説明では、舵５ａ，５ｂがテイルインボード状態のときの舵輪１０の機能及び操作方法について述べたが、舵５ａ，５ｂがクラムシェル状態の場合も、上記に準じて舵輪１０により左右の舵５ａ，５ｂの転舵を行うことができる。

このように、船体の前進時に、舵輪１０を回転して左右の舵５ａ，５ｂを転舵することにより、船体を横方向に移動させ、又は旋回させることができる。また、外乱等により船体に左右非対称力が働いている場合、この操舵によって当舵をとることにより、船首方向を維持することができる。
さらに、舵５ａ，５ｂがテイルインボード又はクラムシェル状態で、船体の行き足を抑えている場合においても、舵輪１０を面舵方向又は取り舵方向に回転して、舵５ａ，５ｂを同方向に異なる角度で転舵させることにより、船体を横方向に移動させ、又は旋回させることができる。

本発明の一実施の形態に係る一軸二舵船の操舵装置の説明図である。本発明に係る一軸二舵船の操舵方法の説明図で、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は後面模式図である。本発明に係る一軸二舵船の操舵方法の説明図で、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は後面模式図である。本発明に係る一軸二舵船の操舵方法の説明図で、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は後面模式図である。本発明に係る一軸二舵船の操舵方法の説明図で、（ａ）は平面模式図、（ｂ）は後面模式図である。本発明に係る一軸二舵船の操舵方法の模式的説明図である。本発明の一実施の形態に係る一軸二舵船の要部の側面図及び後面図である。舵のクラムシェル状態における制限角度の説明図である。

符号の説明

１船尾、２プロペラ、３ａ，３ｂラダーホーン、４舵軸、５ａ，５ｂ舵、１０舵輪、１１操作レバー、１３ガイド溝、１４中立位置、１５角度目盛。

Claims

船尾に設けた一軸のプロペラの後方に該プロペラの軸を挟んで両側に舵が設けられた一軸二舵船において、
操舵室の舵輪の近傍に操舵レバーを設け、前記舵輪により当舵及び旋回の操舵を行うと共に、前記操舵レバーにより前記舵のテイルインボード又はクラムシェル操舵を行うことを特徴とする一軸二舵船の操舵方法。
前記操舵レバーを操作することにより、前記舵の舵角状態に拘らず該舵をテイルインボード又はクラムシェル状態に転舵することを特徴とする請求項１記載の一軸二舵船の操舵方法。
前記舵がテイルインボード又はクラムシェル状態において、前記舵輪を回転することにより前記舵を同方向に転舵することを特徴とする請求項１記載の一軸二舵船の操舵方法。
船尾に設けた一軸のプロペラの後方に該プロペラの軸を挟んで両側に舵が設けられた一軸二舵船において、
操舵室の舵輪の近傍に操舵レバーを設け、前記舵輪により当舵及び旋回の操舵を行うと共に、前記操舵レバーにより前記舵のテイルインボード又はクラムシェルの操舵を行うように構成したことを特徴とする一軸二舵船の操舵装置。
前記操舵レバーをガイドするガイド溝を設け、該ガイド溝に沿って前記操舵レバーを中立位置より一方の側に倒すと前記舵がテイルインボードに転舵され、他方の側に倒すと前記舵がクラムシェルに転舵されるように構成したことを特徴とする請求項４記載の一軸二舵船の操舵装置。
前記操舵レバーがテイルインボード又はクラムシェル位置にあるときに、前記舵輪を回転することにより前記舵が同方向に転舵されるように構成したことを特徴とする請求項４又は５記載の一軸二舵船の操舵装置。
前記操舵レバーのガイド溝に沿って角度目盛を設けたことを特徴とする請求項５又は６記載の一軸二舵船の操舵装置。