JP2018079742A - 船舶用推進装置およびそれを備えた船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用する。
【解決手段】船舶１は、船体２と、一対の電動推進機４Ｒ，４Ｌとを含む。電動推進機４Ｒ，４Ｌは、ダクトおよびプロペラ部を含む推進力発生ユニット４０を備えている。ダクトに備えられるステータ部とプロペラ部に備えられるロータ部とが電動モータを構成している。反転推進モード開始条件が成立すると、目標転舵角値が１８０度反転されて推進力発生ユニット４０の向きが１８０度反転する。さらに、目標トルク値の符号が反転されて、電動モータの回転方向が反転される。制動時には、電動推進機４Ｒ，４Ｌの推進力発生ユニット４０が後方に向けられ、電動モータが正転方向に回転されてもよい。平行移動時には、電動推進機４Ｒ，４Ｌの推進力発生ユニット４０が前方および後方にそれぞれ向けられ、それら両方の電動推進機４Ｒ，４Ｌの電動モータが正転方向に駆動されてもよい。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動式の推進ユニットを有する船舶用推進装置およびそれを備えた船舶に関する。

特許文献１は、左右一対のアウトドライブ装置を備えた船舶を開示している。船舶を左舷方向または右舷方向に横移動させるとき、一対のアウトドライブ装置の転舵角は、それらの推進力の合力が船舶の重心に作用するように制御される。そして、一方のアウトドライブ装置が正転させられ、他方のアウトドライブ装置が逆転させられる。アウトドライブ装置は、回転数が同じであっても、正転しているときと逆転しているときとでは、発生する推進力が異なる。そこで、正転させるアウトドライブ装置の回転数と、逆転させるアウトドライブ装置の回転数との比である基準推進力比が求められる。船舶を横移動させるときは、その基準推進力比に基づいて、一対のアウトドライブ装置が制御される。

特開２０１３−１０４００号公報

本願発明者は、電動推進ユニットを有する船舶推進装置の構成について検討を加えてきた。電動推進ユニットにおいても、プロペラを正転させて船舶を前進させるための前進推進力を発生させ、プロペラを逆転させて船舶を後進させるための後進推進力を発生することができる。また、一対の電動推進ユニットを船体の右舷および左舷に備えることによって、船舶の横移動が可能である。電動推進ユニットにおいても、エネルギー効率を高めるために、前進推進力を発生させるときの推進力を最大化する設計を採用することが好ましい。しかし、それにより、同じ回転数でプロペラを正転および逆転したときの推進力、すなわち、前進推進力および後進推進力に差が生じ、前進推進力の方が後進推進力よりも大きくなる。

したがって、船舶を横移動させるときには、正転駆動するプロペラの回転数はその最大値まで上げることはできず、逆転駆動時の最大後進推進力と同等の前進推進力を発生できる回転数が上限となる。そのため、横移動するときには、推進ユニットが発生する推進力を最大限に利用することができない。
さらに、船舶を制動するときにも同様の問題がある。すなわち、前進中の船舶を制動するときには、プロペラが逆転駆動され、それにより、推進ユニットから後進推進力が発生させられる。しかし、後進推進力は前進推進力よりも小さいので、推進ユニットが発生可能な推進力を最大限に利用した制動を行うことができない。

この発明の一実施形態は、このような課題を解決することができる船舶推進装置、およびそれを備えた船舶を提供する。

この発明の一実施形態は、電動式の推進力発生ユニットを含む船舶推進装置を提供する。推進力発生ユニットは、ダクトおよびプロペラ部を含む。前記ダクトはステータ部を含む。前記プロペラ部は、前記ステータ部と対向する位置に配置されるロータ部を有するリムと、前記リムの径方向内方に形成された羽根とを含む、船舶推進装置は、さらに、前記ダクトを転舵可能に支持するステアリングシャフトと、前記ステータ部および前記プロペラ部により構成される電動モータを、前記プロペラ部が前進推進力を発生する正転方向と、前記プロペラ部が後進推進力を発生する逆転方向とに回転駆動するモータ制御ユニットと、前記ダクトを±１８０度の範囲を含む全転舵角範囲で転舵させる転舵ユニットと、前記転舵ユニットの転舵角範囲を前記全転舵角範囲よりも狭い通常転舵角範囲に制限する一方で、所定の制限解除条件が成立すると前記制限を解除して、前記通常転舵角範囲よりも広い転舵角範囲（たとえば前記全転舵角範囲）での転舵を許容する転舵角範囲制限ユニットと、を含む。

「前進推進力」とは、船舶を前進させようとする推進力である。ただし、推進力発生ユニットまたはプロペラ部が発生する推進力の方向についてこの用語を使用する場合には、ダクトの前縁を船舶の前方に向けた状態で発生する推進力の方向が船舶を前進させる方向であることを意味する場合がある。すなわち、ダクトの前縁を後方に向けた状態で推進力発生ユニットまたはプロペラ部が前進推進力を発生すると、この前進推進力は、船舶に対しては後進推進力として作用する。同様に、「後進推進力」とは、船舶を後進させようとする推進力である。ただし、推進力発生ユニットまたはプロペラ部が発生する推進力の方向についてこの用語を使用する場合には、ダクトの前縁を船舶の前方に向けた状態で発生する推進力の方向が船舶を後進させる方向であることを意味する場合がある。すなわち、ダクトの前縁を後方に向けた状態で推進力発生ユニットまたはプロペラ部が後進推進力を発生すると、この後進推進力は、船舶に対しては前進推進力として作用する。

上記の構成により、推進力発生ユニットは、電動モータが正転方向に駆動されることにより前進推進力を発生し、電動モータが逆転方向に駆動されることにより後進推進力を発生する。また、ダクトが転舵ユニットによって転舵されることにより、推進力の方向が変化し、それにより、船舶の進行方向を変化させることができる。転舵ユニットは、±１８０度の範囲を含む全転舵角範囲でダクトを転舵させる。転舵角は、０度のときに船体の中心線に沿って推進力が発生するように定められてもよい。転舵ユニットの転舵角範囲は、通常時には全転舵角範囲よりも狭い通常転舵角範囲に制限されている。それにより、配線その他の困難性を排除しつつ、転舵応答性を確保している。一方、所定の制限解除条件が成立すると、通常転舵角範囲よりも広い転舵角範囲（たとえば全転舵角範囲）での転舵が許容される。したがって、推進力発生ユニットをより自由に転舵させることができる。たとえば、ダクトを船体の真後ろに向けるような転舵が可能になる。それにより、後進方向の推進力を重視した動作が可能になり、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用できる。したがって、船舶の航走性能を向上できる。

この発明の一実施形態では、前記電動モータが正転方向に回転されたときに発生する前進推進力が、前記電動モータが同じ速さで逆転方向に回転されたときに発生する後進推進力よりも大きくなるように、前記推進力発生ユニットが設計されている。したがって、ダクトを船体の前方に向けて電動モータを逆転させるよりも、ダクトを船体の後方に向けて電動モータを正転させる方が、より大きな後進推進力が船体に与えられる。それにより、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用して、船体に後進推進力を与えることができる。

この発明の一実施形態では、前記船舶推進装置は、前記通常転舵角範囲内で目標転舵角を設定する目標転舵角設定ユニットと、前記電動モータの回転方向を前記モータ制御ユニットに指令する回転方向指令ユニットと、をさらに含む。そして、前記制限解除条件が成立すると、前記目標転舵角設定ユニットが前記目標転舵角を１８０度反転し、前記回転方向指令ユニットが前記電動モータの回転方向の反転を前記モータ制御ユニットに指令する。

この構成により、制限解除条件が成立すると、ダクトの向きが１８０度反転し、電動モータの回転方向が反転する。したがって、ダクトが船舶の前方に向いた状態で電動モータが逆転方向に回転しているときに制限解除条件が成立すると、ダクトが後方に向けられ、かつ電動モータが正転方向に駆動される。それにより、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用して船体に後進推進力を与えることができる。

この発明の一実施形態では、前記制限解除条件が、船舶を制動するための制動指令の入力を含む。この構成では、制動指令が入力されると、転舵角範囲の制限が解除される。したがって、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用して、船体を制動することができる。それにより、制動距離が短くなるので、船舶の航走性能を向上できる。
この発明の一実施形態では、前記制動指令が入力されると、前記通常転舵角範囲を超えて前記ダクトを転舵させることによって前記推進力発生ユニットを船舶の後方に向けるように前記転舵ユニットを制御し、かつ、前記電動モータを正転方向に駆動するように前記モータ制御ユニットを制御する制動制御ユニットをさらに含む。この構成により、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用して、船体を制動できるから、制動距離を短くすることができる。

この発明の一実施形態では、前記制限解除条件が、船舶の旋回を抑制しながら船舶を移動させるための平行移動指令の入力を含む。この構成では、平行移動指令が入力されると、転舵角範囲の制限が解除される。したがって、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用して、船体を平行移動させることができる。それにより、平行移動方向への推進力が大きくなるので、船舶の航走性能を向上できる。

この発明の一実施形態では、船舶推進装置は、２つの前記推進力発生ユニットと、前記２つの推進力発生ユニットにそれぞれ対応する２つの前記ステアリングシャフトと、前記２つの推進力発生ユニットにそれぞれ対応する２つの前記転舵ユニットと、前記平行移動指令に応答して前記モータ制御ユニットおよび前記２つの転舵ユニットを制御して、前記２つの推進力発生ユニットによって船舶を平行移動させる推進力を発生させる平行移動制御ユニットと、を含む。そして、前記平行移動制御ユニットが、前記平行移動指令の入力に応答して、前記２つの推進力発生ユニットの推進力の方向を含む推進力作用線が平面視においてそれぞれ船舶の重心を通り、かつ前記２つの推進力発生ユニットのうちの一つが、前記通常転舵角範囲を超えて転舵されて船舶の後方を向くように、前記２つの転舵ユニットを制御し、かつ前記船舶の後方に向けられた推進力発生ユニットの前記電動モータを前記正転方向に回転駆動するように前記モータ制御ユニットを制御する。

この構成により、２つの推進力発生ユニットの推進力作用線がいずれも船舶の重心を通ることで、それらの推進力発生ユニットが発生する推進力が船舶にモーメントを与えない。したがって、船舶の旋回を抑制できる。この状態で、一方の推進力発生ユニットが船舶に前進推進力を与え、他方の推進力発生ユニットが船舶に後進推進力を与えることによって、船舶が平行移動する。この場合に、船舶に後進推進力を与えるべき推進力発生ユニットは、そのダクトが後方に向けられ、その推進力発生ユニットの電動モータが正転方向に駆動される。それにより、推進力発生ユニットは、後方に向けられた状態で前進推進力を発生する状態となり、その前進推進力が、船舶に対して後進推進力として作用する。それにより、大きな後進推進力を船体に与えることできる。こうして、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用して、船舶を平行移動させることができる。

この発明の一実施形態は、船体と、前記船体に装備された、前述のような特徴を有する船舶推進装置と、を含む、船舶を提供する。これにより、推進力発生ユニットが発生する推進力を最大限に利用して船舶を航走させることができるので、船舶の航走性能を高めることができる。

図１は、この発明の一実施形態に係る船舶の構成例を説明するための図解的な平面図である。 図２は、前記船舶の一部の断面を表した側面図である。 図３は、電動推進機の構成例を説明するための斜視図である。 図４は、前記電動推進機の縦断面図である。 図５は、船体に対する電動推進機の取付構造例を示す斜視図である。 図６は、前記船舶の電気的構成を説明するためのブロック図である。 図７は、電動推進機の転舵角範囲の制限について説明するための図である。 図８は、反転推進モードに関連してコントローラが繰り返し実行する処理例を説明するためのフローチャートである。 図９は、右左の電動推進機の両方について反転推進モードが設定されて船舶が制動される状況の一例を示す。 図１０Ａは、船体を旋回させずに平行移動させる場合、とくに右に横移動させる場合の動作例を示す。 図１０Ｂは、船体を旋回させずに平行移動させる場合、とくに左に横移動させる場合の動作例を示す。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る船舶の構成例を説明するための図解的な平面図であり、図２はその側面図であり、部分的に断面を示す。船舶１は、船体２と、船体２に装備された右左一対の電動推進機４Ｒ，４Ｌ（総称するときには「電動推進機４」という。）とを含む。右舷の電動推進機４Ｒは船体２の中心線７に対して右側に位置し、左舷の電動推進機４Ｌは、船体２の中心線に対して左側に位置している。

船体２内に区画された船室２ａ内にコックピット５が配置されている。コックピット５には、ステアリングホイール５ａ、シフトレバー５ｂ、ジョイスティック５ｃなどが配置されている。コックピット５には、操船者シート３５が配置されている。また、船室２ａ内には、乗員のためのシート３６が配置されている。
図３は、電動推進機の構成例を説明するための斜視図であり、図４はその縦断面図である。電動推進機４は、筒状のダクト４１と、プロペラ部４２と、ステアリングシャフト４３と、ケーシング部４４と、モータ制御部４５と、転舵機構４６とを備えている。ダクト４１は、ステータ部４７を含んでいる。ダクト４１およびプロペラ部４２は、推進力発生ユニット４０を構成している。推進力発生ユニット４０は、転舵機構４６によってステアリングシャフト４３まわりに転舵される。プロペラ部４２は、リム５１と、羽根５２とを含んでいる。リム５１は、ロータ部５３を有している。ステータ部４７と、ロータ部５３とは、互いに対向しており、これらは電動モータ５０（スイッチドリラクタンスモータ）を構成している。すなわち、ステータ部４７に通電することによって、ロータ部５３が回転軸線Ａまわりに回転する。なお、電動モータ５０として、スイッチドリラクタンスモータ（ＳＲモータ）以外に、永久磁石モータやステッピングモータを用いてもよい。

ダクト４１は、回転軸線Ａを含む切断面が翼断面形状を有し、回転軸線Ａを回転の軸とする回転体である。切断面は、前縁が丸く後縁が尖った形状を有している。ダクト４１の内径（内周面の半径）は、羽根５２の前方の領域において後方に向かうほど減少しており、羽根５２から後縁までの領域ではほぼ一様である。ダクト４１の外径（外周面の半径）は、羽根５２の前方の領域ではほぼ一様であり、羽根５２から後縁までの領域では後方に向かうほど減少している。

ダクト４１の内周面には、径方向外方に向けて凹んだ周状の凹部が形成されている。この凹部にリム５１が収容されている。具体的には、リム５１は、ダクト４１の凹部に沿って設けられた流体軸受４９を介してダクト４１に回転可能に支持されている。
ダクト４１の凹部の外周には、ステータ部４７が配置されている。ステータ部４７は、巻線を含む。ステータ部４７は、巻線に電力が供給されることにより、磁界を発生する。巻線は、ダクト４１の凹部に沿って周状に複数配置されている。複数の巻線には回転に同期させて電力がそれぞれ供給される。これにより、プロペラ部４２のロータ部５３にステータ部４７の磁力が作用して、プロペラ部４２が回転される。

プロペラ部４２の羽根５２は、リング状のリム５１の内方に設けられており、その径方向外側縁がリム５１の内周面に固定されている。すなわち、羽根５２は、リム５１の内周面からリム５１の径方向内方に向けて突出している。羽根５２は、たとえば、円周方向に沿って等間隔（９０度おき）に４枚設けられている。羽根５２は、翼形状を有している。
ロータ部５３は、リム５１の外方に設けられている。ロータ部５３は、ダクト４１のステータ部４７と対向する位置に配置されている。具体的には、ロータ部５３と、ステータ部４７とは、半径方向に所定の間隔を隔てて対向している。つまり、ステータ部４７およびロータ部５３とにより構成される電動モータ５０は、ラジアルギャップ型のモータである。ロータ部５３は、透磁率が大きい部分と透磁率が小さい部分とが周状に交互に配置されている。つまり、ロータ部５３には、ステータ部４７から発生する磁力によりリラクタンストルクが発生する。これにより、ロータ部５３（リム５１）が回転する。

ステアリングシャフト４３は、ダクト４１を転舵可能に支持している。具体的には、ステアリングシャフト４３は、円すいころ軸受５５を介して転舵機構４６に回動可能に支持されている。ステアリングシャフト４３は、円筒ころ軸受５５を介して、ダクト４１に一体的に設けられたケーシング部４４を支持している。ケーシング部４４にモータ制御部４５が収容されている。ステアリングシャフト４３は、中空形状に形成されている。ステアリングシャフト４３の中空形状の内部には、ステータ部４７に電力を供給する配線、モータ制御部４５と船体２に搭載されたバッテリ（図示せず）とを接続する配線、船内ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）９１（図６参照）とモータ制御部４５とを接続する配線、モータ制御部４５と転舵機構４６とを接続する配線などが収容されている。

この実施形態では、ケーシング部４４は、ダクト４１とともに転舵可能にダクト４１に固定されている。具体的には、ケーシング部４４は、ダクト４１と一体的に設けられている。ケーシング部４４は、この実施形態では、プロペラ部４２の回転軸線Ａ方向に沿って流線型形状に形成されている。より具体的には、ケーシング部４４は、回転軸線Ａに沿ってＸ方向に相対的に流れる水に対して抵抗が小さくなるように流線型形状に形成されている。さらに具体的には、ダクト４１およびケーシング部４４が、翼形状の断面を有している。そのため、ダクト４１の前縁から後縁に向かうＸ２方向の水流が発生しているときのダクト４１およびケーシング部４４は、翼効果によって推進力を発生するように構成されている。一方、Ｘ１方向への逆向きの水流が発生しているときのダクト４１およびケーシング部４４は、この水流の影響により推進力を発生し難いように構成されている。これに起因して、プロペラ部４２を正転させてＸ１方向の推進力（前進推進力）を発生させるときと、プロペラ部４２を逆転させてＸ２方向の推進力（後進推進力）を発生させるときとで、回転数が等しくても、推進力が異なる。すなわち、Ｘ１方向の推進力（前進推進力）の方が大きい。

転舵機構４６は、ダクト４１の上方に配置され、ダクト４１を転舵させるように構成されている。転舵機構４６は、電動モータ６０と、減速機６１と、転舵角センサ６２とを含む。転舵機構４６の電動モータ６０は、コントローラ９０（図６参照）からの指令に基づいて駆動される。電動モータ６０は、船体２に搭載されたバッテリ（図示せず）からドライバを介して電力が供給されて回転駆動される。電動モータ６０は、減速機６１を介してステアリングシャフト４３を転舵軸線Ｂまわりに回動させる。舵角センサ６２は、ステアリングシャフト４３の回動角を転舵角として検知する。検知された転舵角に基づいて電動モータ６０がフィードバック制御される。

図５は、船体２に対する電動推進機４の取付構造例を示す斜視図である。右舷電動推進機４Ｒおよび左舷電動推進機４Ｌは、共通のブラケット５７を介して船体２に取り付けられている。ブラケット５７は、電動推進機４Ｒ，４Ｌを支持するとともに、船体２の後方に取り付けられている。ブラケット５７は、船体取付部７１と、推進機取付部７２とを含んでいる。船体取付部７１は、平板状に形成されている。船体取付部７１は、船体２の後方のトランサムに取り付けられている。推進機取付部７２は、船体取付部７１に所定の角度を有して、船体取付部７１と一体的に設けられている。推進機取付部７２は、略水平方向に沿った平板状に形成されている。推進機取付部７２には、電動推進機４Ｒ，４Ｌが取り付けられている。具体的には、転舵機構４６の上面が、ブラケット５７の推進機取付部７２に固定されている。

推進機取付部７２の左右両端部の近傍には、電動推進機４Ｒ，４Ｌのステアリングシャフト４３を挿通させるための一対の取付孔６７がそれぞれ形成されている。この取付孔６７にステアリングシャフト４３の部分を挿通させた状態で、ボルト６８（図４参照）により、転舵機構４６が推進機取付部７２の下面に固定されている。
船体取付部７１には、左右縁部付近に、複数の孔部７１１の列がそれぞれ設けられており、それらよりも下方には、上下に延びる一対の長孔部７１２がそれぞれ設けられている。孔部７１１および長孔部７１２にボルト７３が挿通それぞれ挿通され、それらのボルト７３が船体２のトランサム板２ｅに結合されている。これにより、ブラケット５７が船体２に固定されている。ステアリングシャフト４３には、配線類３９が通されている。配線類３９は、船体２に導入され、船体２内に配置されたバッテリ（図示せず）およびコントローラ９０（図６参照）などに接続されている。

図６は、船舶の電気的構成を説明するためのブロック図である。船舶１は、コントローラ９０を備えている。コントローラ９０には、ステアリングホイール５ａ、シフトレバー５ｂ、ジョイスティック５ｃおよびモードスイッチ５ｄからの入力信号が入力される。より具体的には、ステアリングホイール５ａに関連して、その操作角を検出する操作角センサ７５ａが設けられている。また、シフトレバー５ｂに関連して、その操作位置（操作量）を検出する位置センサで構成されたアクセル開度センサ７５ｂが設けられている。さらに、ジョイスティック５ｃに関連して、その操作位置を検出する位置センサで構成されたジョイスティック位置センサ７５ｃが設けられている。これらのセンサ７５ａ，７５ｂ，７５ｃの検出信号と、モードスイッチ５ｄの出力信号とが、コントローラ９０に入力されている。

コントローラ９０は、船内ＬＡＮ９１に接続されている。電動推進機４Ｒ，４Ｌの転舵機構４６は、前述のとおり、駆動源としての電動モータ６０（以下「転舵モータ６０」という。）を含む。プロペラ部４２を回転駆動する電動モータ５０（以下「推進モータ５０」という。）、および転舵モータ６０は、モータ制御部４５から供給される駆動電流によって作動する。電動推進機４Ｒ，４Ｌのそれぞれのモータ制御部４５は、船内ＬＡＮ９１に接続されている。コントローラ９０は、船内ＬＡＮ９１を介して各モータ制御部４５と通信し、各モータ制御部４５に対して、駆動指令値を与える。

モータ制御部４５は、転舵モータ６０を駆動するための転舵モータ制御部８５と、推進モータ５０を駆動するための推進モータ制御部８６とを含む。
転舵モータ制御部８５は、出力演算部８５ａと、電流変換部８５ｂとを含む。出力演算部８５ａには、目標転舵角値、実転舵角値、およびモータ回転角が入力される。目標転舵角値は、コントローラ９０から船内ＬＡＮ９１を介して与えられる。実転舵角値は、転舵機構３０に備えられる転舵角センサ６２によって検出される。モータ回転角は、転舵モータ６０に付設された回転角センサ６３によって検出される。回転角センサ６３は、転舵モータ６０のロータの回転角を検出する。出力演算部８５ａは、目標転舵角値と実転舵角値との偏差、および回転角センサ６３が検出するモータ回転角に基づいて、出力トルク値を発生し、その出力トルク値を電流変換部８５ｂに供給する。電流変換部８５ｂは、出力トルク値に対応する駆動電流を転舵モータ６０に供給する。それによって、転舵モータ６０が駆動される。これにより、実転舵角値が目標転舵角値に近づくように転舵モータ６０がフィードバック制御される。

推進モータ制御部８６は、モータ制御ユニットの一例であり、出力演算部８６ａと、電流変換部８６ｂとを含む。出力演算部８６ａには、目標トルク値が入力され、かつモータ回転角が入力される。目標トルク値は、コントローラ９０から船内ＬＡＮ９１を介して与えられる。モータ回転角は、推進モータ５０に付設された回転角センサ５４によって検出される。回転角センサ５４は、推進モータ５０のロータ部５３の回転角を検出する。回転角センサ５４を設ける代わりに、モータ制御部４５の内部演算によって推進モータ５０の回転角を求めてもよい。出力演算部８６ａは、目標トルク値およびモータ回転角に基づいて、出力トルク値を発生し、その出力トルク値を電流変換部８６ｂに供給する。電流変換部８６ｂは、出力トルク値に対応する駆動電流を推進モータ５０に供給し、それによって、推進モータ５０が駆動される。これにより、目標トルク値を達成するように推進モータ５０が制御され、それにより、要求に応じた推進力が得られる。目標トルク値は正または負の値をとる。目標トルク値が正の値なら、推進モータ５０は正転方向に駆動される。目標トルク値が負の値なら、推進モータ５０は逆転方向に駆動される。すなわち、推進モータ制御部８６は、推進モータ５０を正転方向および逆転方向に駆動する。

モータ制御部４５は、出力演算部８５ａ，８６ａが演算する出力トルク値および実転舵角値を、船内ＬＡＮ９１を介して、コントローラ９０に送信する。
コントローラ９０には、シフトレバー５ｂの操作位置を表すシフトレバー位置情報（アクセル開度センサ７５ｂの出力）が入力される。シフトレバー５ｂは、前進、停止または後進（シフト位置）を選択し、かつアクセル開度（アクセル操作量）を設定するために操作者によって操作される操作子である。シフトレバー５ｂの操作量は、アクセル開度センサ７５ｂによって検出される。したがって、コントローラ９０は、アクセル開度センサ７５ｂの出力信号をシフトレバー位置情報およびアクセル開度情報として扱う。また、コントローラ９０には、ステアリングホイール５ａの操作角情報（操作角センサ７５ａの出力）が入力される。また、コントローラ９０には、ジョイスティック５ｃの操作位置情報（ジョイスティック位置センサ７５ｃの出力）が入力される。ジョイスティック５ｃもまた、アクセル（アクセル操作部。アクセルレバー）の一例である。すなわち、ジョイスティックの操作位置は、ジョイスティック位置センサ７５ｃによって検出される。コントローラ９０は、ジョイスティック位置センサ７５ｃの出力信号を、操舵指令信号およびアクセル指令信号（アクセル開度）などとして取り扱う。さらに、コントローラ９０には、モードスイッチ５ｄからモード指令情報が入力される。モードスイッチ５ｄは、操作者によって操作されるスイッチである。モードスイッチ５ｄを操作することにより、操作者は、電動推進機４のダクト４１を後方に向ける、反転推進モードを選択したり、その反転推進モードを解除したりすることができる。たとえば、前進中の船舶１に大きな制動力を作用させたい場合に、反転推進モードを使用すれば、船舶１を速やかに減速または停止させることができる。

コントローラ９０には、さらに、船内ＬＡＮ９１から各種の情報が入力される。具体的には、電動推進機４Ｒ，４Ｌに関連する情報として、出力トルク値、実転舵角値等が入力される。
コントローラ９０は、前述のとおり、電動推進機４Ｒ，４Ｌに関連して、目標転舵角値、目標トルク値、目標格納角値を出力する。

この実施形態では、通常時には電動推進機４の転舵角範囲を通常転舵角範囲（たとえば±１５０度の範囲）に制限し、所定の制限解除条件が成立すると当該制限を解除し、より広い転舵角範囲での転舵を許容するように、コントローラ９０がプログラムされている。コントローラ９０は、ＣＰＵ（中央演算ユニット）９３と、ＣＰＵ９３が実行するプログラムが格納されたメモリ９４とを含む。そして、ＣＰＵ９３がそのプログラムを実行することによって、コントローラ９０は、複数の機能処理部としての機能を実現する。そのうちの一つの機能は、電動推進機４の転舵角範囲を制限したり、その制限を解除したりする転舵角範囲制限ユニット９５としての機能である。

さらに、コントローラ９０は、目標転舵角設定ユニット９６、目標トルク設定ユニット９７、制動制御ユニット９８および平行移動制御ユニット９９としての機能を実現する。目標転舵角設定ユニット９６は、電動推進機４Ｒ，４Ｌの目標転舵角を設定する。目標トルク設定ユニット９７は、電動推進機４Ｒ，４Ｌそれぞれの推進モータ５０に対応した目標トルク値を設定する。たとえば、推進モータ５０を正転方向に回転させるときには正の符号の目標トルク値が設定され、推進モータ５０を逆転方向に回転させるときには負の符号の目標トルク値が設定される。したがって、目標トルク設定ユニット９７は、目標トルク値の符号を設定することによって、推進モータ５９の回転方向を指令する回転方向指令ユニットとしての機能を果たす。制動制御ユニット９８は、船舶１を制動（とくに急制動）させるための制御を実行する。平行移動制御ユニット９９は、船体２の旋回を抑制しながら船体２を移動させる平行移動に関する制御を実行する。

図７は、電動推進機の転舵角範囲の制限について説明するための図である。転舵角は、たとえば、船体中心線７（図１参照）に平行で転舵軸線Ｂを通る基準線８０を基準（すなわち、転舵角＝０）として定義されてもよい。電動推進機４の全転舵角範囲は、基準線８０の右左１８０度ずつの範囲、すなわち、±１８０度の範囲を含む。したがって、転舵機構４６は、ダクト４１をステアリングシャフト４３まわりのいずれの方向にでも向けることができる。ただし、全転舵角範囲は無限ではなく、主として、モータ制御部４５および転舵機構４６に関連する配線接続に起因する制限が存在する。より具体的には、全転舵角範囲は、±２００度程度であってもよい。

通常時には、コントローラ９０は、全転舵角範囲よりも狭い、より具体的には±１８０度よりも狭い通常転舵角範囲に転舵角範囲を制限する。すなわち、コントローラ９０は、通常転舵角範囲内の目標転舵角値を生成して、電動推進機４のモータ制御部４５に与える。通常転舵角範囲は、たとえば、±１５０度の範囲であってもよい。
一方、コントローラ９０は、所定の制限解除条件が成立すると、上記の制限を解除して、通常転舵角範囲よりも広い転舵角範囲（たとえば前記全転舵角範囲）での転舵を許容する。コントローラ９０は、したがって、転舵角範囲を通常転舵角範囲に制限したり、その制限を解除したりする、転舵角範囲制限ユニット９５としての機能を有している。

制限解除条件の一つの具体例は、この実施形態では、反転推進モードの開始である。反転推進モードとは、電動推進機４のダクト４１を後方に向けるモードである。換言すれば、コントローラ９０が目標転舵角値を通常時とは１８０度反転するモードである。反転推進モードは、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌにおいて個別に開始され、かつ個別に解除（終了）される。

反転推進モードの開始条件は、たとえば、次の条件Ａ１，Ａ２，Ａ３の少なくとも一つが充足されることであってもよい。
条件Ａ１：モードスイッチ５ｄによって反転推進モードが選択された。
条件Ａ２：特定方向へのシフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃの操作量が大きく、かつその大きな操作量が所定の継続時間にわたって維持された。

条件Ａ３：特定方向へシフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃが複数回連続して（短時間間隔で）大きく操作された。
条件Ａ１〜Ａ３の充足／不充足の判断は、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌに対して個別に行われる。
条件Ａ１が充足されると、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの両方について反転推進モードが開始される。

条件Ａ２については、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの両方について反転推進モードが開始される場合と、一方の電動推進機４のみについて反転推進モードが開始され、他方の電動推進機４については反転推進モードが開始されず、通常モードによる転舵角制御が行われる場合とがある。シフトレバー５ｂが後進方向に操作され、その操作量が大きい場合には、両方の電動推進機４において反転推進モードが開始される。ジョイスティック５ｃが後進方向成分を含む方向に操作され、その後進方向成分が大きい場合には、両方の電動推進機４について反転推進モードが開始される。ジョイスティック５ｃが右方向成分を含む方向に操作され、その右方向成分が大きい場合には、右舷の電動推進機４Ｒについて反転推進モードが開始され、左舷の電動推進機４Ｌについては通常モードとされる。ジョイスティック５ｃが左方向成分を含む方向に操作され、その左方向成分が大きい場合には、左舷の電動推進機４Ｌについて反転推進モードが開始され、右舷の電動推進機４Ｒについては通常モードとされる。

条件Ａ３についても、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの両方について反転推進モードが開始される場合と、一方の電動推進機４のみについて反転推進モードが開始され、他方の電動推進機４については通常モードによる転舵角制御が行われる場合とがある。シフトレバー５ｂが後進方向に大きく繰り返し操作される場合には、両方の電動推進機４において反転推進モードが開始される。ジョイスティック５ｃが後進方向成分を含む方向に大きく繰り返し操作される場合には、両方の電動推進機４について反転推進モードが開始される。ジョイスティック５ｃが右方向成分を含む方向に大きく繰り返し操作される場合には、右舷の電動推進機４Ｒについて反転推進モードが開始され、左舷の電動推進機４Ｌについては通常モードとされる。ジョイスティック５ｃが左方向成分を含む方向に大きく繰り返し操作される場合には、左舷の電動推進機４Ｌについて反転推進モードが開始され、右舷の電動推進機４Ｒについては通常モードとされる。

反転推進モードの終了条件は、たとえば、次の条件Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の少なくとも一つが充足されることであってもよい。
条件Ｂ１：モードスイッチ５ｄによって反転推進モードの選択が解除された。
条件Ｂ２：条件Ａ２が所定時間に渡って充足されなかった。
条件Ｂ３：条件Ａ３が所定時間に渡って充足されなかった。

条件Ｂ１〜Ｂ３の充足／不充足の判断は、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌにおいて個別に行われる。条件Ｂ１が充足されれば、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの両方において、反転推進モードが終了し、通常モードに復帰する。条件Ｂ２，Ｂ３については、反転推進モード中の電動推進機４について、反転推進モードが終了され、通常モードに戻る。
図８は、反転推進モードに関連してコントローラ９０が繰り返し実行する処理例を説明するためのフローチャートである。コントローラ９０は、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌについて、この処理を個別に実行し、それらについて個別に反転推進モードに従う転舵角制御または通常モードに従う転舵角制御を実行する。

コントローラ９０は、反転推進モード中かどうかを判断し（ステップＳ１）、反転推進モードでなければ（ステップＳ１：ＮＯ）、すなわち通常モード中であれば、反転推進モード開始条件（条件Ａ１〜Ａ３）の充足／不充足を判断する（ステップＳ２）。また、反転推進モード中であれば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、反転推進モード解除条件（条件Ｂ１〜Ｂ３）の充足／不充足を判断する（ステップＳ３）。

通常モード中（ステップＳ１：ＮＯ）に反転推進モード開始条件が充足されると（ステップＳ２：充足）、コントローラ９０は、反転推進モードを開始する。具体的には、コントローラ９０は、転舵角範囲の制限を解除し（ステップＳ４）、通常転舵角範囲（たとえば±１５０度）をよりも広い転舵角範囲（たとえば全転舵角範囲）での転舵を許容する。この転舵角範囲は、±１８０度の範囲を含む。コントローラ９０は、推進モータ５０のためのトルク指令値を小さくして推進モータ５０の出力を減少させ（ステップＳ５）、好ましくは停止させる。さらに、コントローラ９０は、目標転舵角値を１８０度反転させ（ステップＳ６。目標転舵角設定ユニット９６の機能）、かつ目標トルク値の符号を通常モードのときとは反転させる（ステップＳ７。目標トルク設定ユニット９７の機能）。そして、コントローラ９０は、１８０度反転後の目標転舵角値で転舵指令を出力する（ステップＳ８）。コントローラ９０は、実転舵角値が目標転舵角値まで十分に近づいた後（ステップＳ９：ＹＥＳ）、符号反転後の目標トルク値まで推進モータ５０の出力を漸増させる（ステップＳ１０）。

反転推進モード中であって（ステップＳ１：ＹＥＳ）、その解除条件が不充足のときは（ステップＳ３：不充足）、コントローラ９０は、目標転舵角値を通常モードのときとは１８０度反転させ（ステップＳ１１）、かつ目標トルク値の符号を通常モードのときとは反転させる（ステップＳ１２）。そして、コントローラ９０は、その１８０度反転後の目標転舵角値で転舵指令を出力し（ステップＳ１３）、符号反転後の目標トルク値でトルク発生指令を出力する（ステップＳ１４）。

このように、反転推進モードでは、目標トルク値の符号が反転されているので、シフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃを後進方向に倒すと、推進モータ５０は正転方向に駆動される。そして、目標転舵角値が１８０度反転されているので、電動推進機４のダクト４１は後方に向けられている。それにより、シフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃを後進方向に倒すと、電動推進機４は、船体２に対して後進方向の推進力を与えることになる。この推進力は、通常モードにおける前進方向の推進力と同等の大きさを持つので、船体２に対して大きな推進力が与えられる。

反転推進モード中（ステップＳ１：ＹＥＳ）にその解除条件が成立すると（ステップＳ３：充足）、コントローラ９０は、通常モードを開始する。具体的には、コントローラ９０は、転舵角範囲を通常転舵角範囲（たとえば±１５０度）に制限する（ステップＳ１５）。したがって、目標転舵角は通常転舵角範囲内の値に設定される。コントローラ９０は、推進モータ５０のためのトルク指令値を小さくして推進モータ５０の出力を減少させ（ステップＳ１６）、好ましくは停止させる。さらに、コントローラ９０は、ステアリングホイール５ａの操作角またはジョイスティック５ｃの操作位置に相当する目標転舵角値で転舵指令を出力する（ステップＳ１７）。コントローラ９０は、実転舵角値が目標転舵角値まで十分に近づいた後（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、シフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃの操作位置に相当する目標トルク値まで推進モータ５０の出力を漸増させる（ステップＳ１９）。

通常モード中（ステップＳ１：ＮＯ）であって、反転推進モード開始条件が不充足（ステップＳ２：不充足）のときには、コントローラ９０は、ステアリングホイール５ａの操作角またはジョイスティック５ｃの操作位置に相当する目標転舵角値で転舵指令を出力し（ステップＳ１３）、かつシフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃの操作位置に相当する目標トルク値でトルク発生指令を出力する（ステップＳ１４）。このとき、転舵角範囲は通常転舵角範囲（たとえば±１５０度）に制限されているので、目標転舵角の設定は、当該通常転舵角範囲で行われる。

図９は、右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの両方について反転推進モードが設定される状況の一例を示す。船舶１が直進航走中に急減速する場合を想定する。操船者は、モードスイッチ５ｄを操作して反転推進モードを選択するか、またはシフトレバー５ｂもしくはジョイスティック５ｃを後進方向に大きく操作してその操作状態を繰り返すか若しくは保持する。それにより、条件Ａ１または条件Ａ２が充足されて反転推進モードが開始される。そして、コントローラ９０の制動制御ユニット９８としての働きによって、次のような動作が実現される。

操船者は、たとえば、船舶１を急減速させるために、シフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃを後進方向に大きく操作しつづける。反転推進モードでは、目標転舵角が１８０度反転されるので、ダクト４１が後方に向けられる。また、目標トルク値の符号が反転されるので、推進モータ５０は正転方向に回転される。なぜなら、通常モードであれば、目標転舵角を０度付近に設定した状態で、推進モータ５０を逆転方向に駆動するために負の目標トルク値が設定されるからである。ダクト４１が後方に向けられた状態で推進モータ５０が正転方向に回転されることにより、プロペラ部４２は、ダクト４１の前縁から後縁に向かう水流を生じるように回転される。それにより、ダクト４１を船舶１の前方に向けて推進モータ５０を逆転方向に回転するときよりも、大きな推進力ｆＲ，ｆＬが生じる。この推進力ｆＲ，ｆＬは船体２を後進させようとするので、大きな制動力ＦＢを生じ、船舶１を速やかに減速または停止させることができる。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、船体を旋回させずに平行移動させる場合、とくに左右に横移動させる場合の動作例を示す。コントローラ９０は、ジョイスティック５ｃからの指令を、船体２を平行移動させるための平行移動指令として取り扱ってもよい。この場合、コントローラ９０は、平行移動制御ユニット９９としての機能を実行する。
コントローラ９０は、ジョイスティック５ｃからの平行移動指令の入力に応答して、２つの電動推進機４Ｒ，４Ｌが発生する推進力の方向を含む推進力作用線９Ｒ，９Ｌが平面視においてそれぞれ船体２の重心８を通るように、電動推進機４Ｒ，４Ｌの目標転舵角を設定する。また、コントローラ９０は、２つの電動推進機４Ｒ，４Ｌのうちの一を反転推進モードとし、他方を通常モードとする。反転推進モードが設定された電動推進機４は、ダクト４１が通常転舵角範囲を超えて転舵されて船体２の後方を向く。また、反転推進モードが設定された電動推進機４については、推進モータ５０が逆転方向に回転するように、目標トルク値が設定される。

さらに具体的に説明すると、ジョイスティック５ｃが右側に傾倒されて、右側への横移動（平行移動指令の一例）が指令される場合を想定する。この場合、図１０Ａに示すように、コントローラ９０は、左舷の電動推進機４Ｌは通常モードに設定してダクト４１を前方に向け、推進モータ５０を正転方向に駆動し、船体２に前進方向の推進力を作用させる。一方、コントローラ９０は、右舷の電動推進機４Ｒは反転推進モードに設定してダクト４１を後方に向け、推進モータ５０を正転方向に駆動して、船体２に後進方向の推進力を作用させる。右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの転舵角は、いずれも推進力作用線９Ｌ，９Ｒが船体２の重心８を通るように設定される。右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌが発生する推進力ｆＲ，ｆＬは、船体２の前後方向に沿う成分が相殺されるので、それらの合力ＦＲは、船体２の右方向に向く。したがって、船体２は右方向に平行移動する。右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの推進モータ５０はいずれも正転方向に駆動されるので、いずれも大きな推進力を発生させることができる。それにより、船体２をスムーズに右方向に横移動させることができる。

ジョイスティック５ｃが左側に傾倒されて、左側への横移動（平行移動指令の一例）が指令される場合も同様である。この場合、図１０Ｂに示すように、コントローラ９０は、右舷の電動推進機４Ｒは通常モードに設定してダクト４１を前方に向け、推進モータ５０を正転方向に駆動し、船体２に前進方向の推進力を作用させる。一方、コントローラ９０は、左舷の電動推進機４Ｌは反転推進モードに設定してダクト４１を後方に向け、推進モータ５０を正転方向に駆動し、船体２に後進方向の推進力を作用させる。右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの転舵角は、いずれも推進力作用線９Ｒ，９Ｌが船体２の重心８を通るように設定される。右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌが発生する推進力ｆＲ，ｆＬは、船体２の前後方向に沿う成分が相殺されるので、それらの合力ＦＬは、船体２の左方向に向く。したがって、船体２は左方向に平行移動する。右左の電動推進機４Ｒ，４Ｌの推進モータ５０はいずれも正転方向に駆動されるので、いずれも大きな推進力を発生させることができる。それにより、船体２をスムーズに左方向に横移動させることができる。

このように、この実施形態によれば、推進力発生ユニット４０は、ダクト４１およびプロペラ部４２を含む。そして、ダクト４１に備えられたステータ部４７と、これに対向するようにプロペラ部４２のリム５１に備えられたロータ部５３とが電動モータ（推進モータ）５０を構成している。この推進モータ５０が正転方向に駆動されることでプロペラ部４２は前進推進力を発生し、推進モータ５０が逆転方向に駆動されることでプロペラ部４２は後進推進力を発生する。ただし、ダクト４１が後方に向けられた状態でプロペラ部４２が前進推進力を発生すれば、この前進推進力は船体２に対しては後進方向の推進力として作用する。

推進力発生ユニット４０は、通常時には通常転舵角範囲（たとえば±１５０度）の範囲で転舵させられる。これにより、転舵角範囲が無制限である場合に比較して、転舵応答性が良くなり、かつ配線類３９に与えるストレスを軽減できる。
一方、制限解除条件の一例である反転推進モード開始条件が成立すると、通常転舵角範囲よりも広い転舵角範囲（たとえば±１８０度の範囲を含む全転舵角範囲）での転舵が許容される。それにより、推進力発生ユニット４０をより自由に転舵させることができ、たとえば、ダクト４１を船体２の真後ろに向けるような転舵が可能になる。それにより、推進力発生ユニット４０が発生する前進推進力を後方に向けて作用させ、船体２に対して後進方向への大きな推進力を与えることができる。こうして、推進力発生ユニット４０が発生する推進力を最大限に利用できるので、船舶１の航走性能を向上できる。

とくに、この実施形態では、推進モータ５０が正転方向に回転されたときに発生する前進推進力が、推進モータ５０が同じ速さで逆転方向に回転されたときに発生する後進推進力よりも大きくなるように、推進力発生ユニット４０が設計されている。したがって、ダクト４１を船体２の前方に向けて推進モータ５０を逆転させるよりも、ダクト４１を船体２の後方に向けて推進モータ５０を正転させる方が、より大きな後進推進力が船体２に与えられる。それにより、推進力発生ユニット４０が発生する推進力を最大限に利用して、船体２に後進方向の推進力を与えることができる。

また、この実施形態では、反転推進モード開始条件が成立すると、目標転舵角が１８０度反転されて、ダクト４１の向きが１８０度反転する。さらに、推進モータ５０の目標トルク値の符号が反転されることにより、推進モータ５０の回転方向が反転される。したがって、ダクト４１が船舶１の前方に向いた状態で推進モータ５０が逆転方向に回転しているときに反転推進モード開始条件が成立すると、ダクト４１が後方に向けられ、かつ推進モータ５０が正転方向に駆動される。それにより、推進力発生ユニット４０が発生する推進力を最大限に利用して船体２に後進方向の推進力を作用させることができる。

具体的には、この実施形態では、船舶１を制動するために操船者がシフトレバー５ｂまたはジョイスティック５ｃが後方に大きく操作したりすることによって制動指令が入力されると、反転推進モード開始条件が成立する。それにより、ダクト４１が後方に向けられるので、推進モータ５０が正転方向に駆動されることによって、大きな後方推進力を船体２に与えることができる。その結果、推進力発生ユニット４０が発生する推進力を最大限に利用して、船体２を制動することができる。それにより、制動距離が短くなるので、船舶１の航走性能を向上できる。

また、この実施形態では、操船者がジョイスティック５ｃを操作することによって船舶１の旋回を抑制しながら船舶１を移動させるための平行移動指令が入力されると、反転推進モード開始条件が充足される。それにより、一対の電動推進機４の推進力の方向を含む推進力作用線９Ｒ，９Ｌが平面視においてそれぞれ船体２の重心８を通り、かつ一つの電動推進機４のダクト４１が前方に向けられ、他の電動推進機４のダクト４１が後方に向けられる。そして、一対の電動推進機４の推進モータ５０は、いずれも正転方向に駆動されるので、大きな推進力を発生できる。それにより、電動推進機４が発生する推進力を最大限に利用して、船舶１を平行移動させることができ、船舶１の航走性能を向上できる。

以上、この発明の一実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、２つの電動推進機４を備えた船舶１の例を説明したけれども、一つまたは３つ以上の電動推進機を備えた船舶にもこの発明を適用できる。ただし、船舶の平行移動に関する特徴を実現するためには、少なくとも２つの電動推進機が備えられることが好ましい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 船舶
２ 船体
４ 電動推進機
５ コックピット
５ａ ステアリングホイール
５ｂ シフトレバー
５ｃ ジョイスティック
５ｄ モードスイッチ
７ 船体中心線
８ 重心
９Ｒ，９Ｌ 推進力作用線
３９ 配線類
４０ 推進力発生ユニット
４１ ダクト
４２ プロペラ部
４３ ステアリングシャフト
４４ ケーシング部
４５ モータ制御部
４６ 転舵機構
４７ ステータ部
５０ 電動モータ（推進モータ）
５１ リム
５２ 羽根
５３ ロータ部
６０ 電動モータ（転舵モータ）
６２ 転舵角センサ
８５ 転舵モータ制御部
８６ 推進モータ制御部
９０ コントローラ
９１ 船内ＬＡＮ
９３ ＣＰＵ
９４ メモリ
９５ 転舵角制限ユニット
９６ 目標転舵角設定ユニット
９７ 目標トルク設定ユニット
９８ 制動制御ユニット
９９ 平行移動制御ユニット

Claims (8)

1. ダクトおよびプロペラ部を含む推進力発生ユニットであって、前記ダクトがステータ部を含み、前記プロペラ部が、前記ステータ部と対向する位置に配置されるロータ部を有するリムと、前記リムの径方向内方に形成された羽根とを含む、推進力発生ユニットと、
   前記ダクトを転舵可能に支持するステアリングシャフトと、
   前記ステータ部および前記プロペラ部により構成される電動モータを、前記プロペラ部が前進推進力を発生する正転方向と、前記プロペラ部が後進推進力を発生する逆転方向とに回転駆動するモータ制御ユニットと、
   前記ダクトを±１８０度の範囲を含む全転舵角範囲で転舵させる転舵ユニットと、
   前記転舵ユニットの転舵角範囲を前記全転舵角範囲よりも狭い通常転舵角範囲に制限する一方で、所定の制限解除条件が成立すると前記制限を解除して、前記通常転舵角範囲よりも広い転舵角範囲での転舵を許容する転舵角範囲制限ユニットと、
   を含む、船舶推進装置。
2. 前記電動モータが正転方向に回転されたときに発生する前進推進力が、前記電動モータが同じ速さで逆転方向に回転されたときに発生する後進推進力よりも大きくなるように、前記推進力発生ユニットが設計されている、請求項１に記載の船舶推進装置。
3. 前記通常転舵角範囲内で目標転舵角を設定する目標転舵角設定ユニットと、
   前記電動モータの回転方向を前記モータ制御ユニットに指令する回転方向指令ユニットと、をさらに含み、
   前記制限解除条件が成立すると、前記目標転舵角設定ユニットが前記目標転舵角を１８０度反転し、前記回転方向指令ユニットが前記電動モータの回転方向の反転を前記モータ制御ユニットに指令する、請求項１または２に記載の船舶推進装置。
4. 前記制限解除条件が、船舶を制動するための制動指令の入力を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶推進装置。
5. 前記制動指令が入力されると、前記通常転舵角範囲を超えて前記ダクトを転舵させることによって前記推進力発生ユニットを船舶の後方に向けるように前記転舵ユニットを制御し、かつ、前記電動モータを正転方向に駆動するように前記モータ制御ユニットを制御する制動制御ユニットをさらに含む、請求項４に記載の船舶推進装置。
6. 前記制限解除条件が、船舶の旋回を抑制しながら船舶を移動させるための平行移動指令の入力を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の船舶推進装置。
7. ２つの前記推進力発生ユニットと、
   前記２つの推進力発生ユニットにそれぞれ対応する２つの前記ステアリングシャフトと、
   前記２つの推進力発生ユニットにそれぞれ対応する２つの前記転舵ユニットと、
   前記平行移動指令に応答して前記モータ制御ユニットおよび前記２つの転舵ユニットを制御して、前記２つの推進力発生ユニットによって船舶を平行移動させる推進力を発生させる平行移動制御ユニットと、を含み、
   前記平行移動制御ユニットが、
   前記平行移動指令の入力に応答して、前記２つの推進力発生ユニットの推進力の方向を含む推進力作用線が平面視においてそれぞれ船舶の重心を通り、かつ前記２つの推進力発生ユニットのうちの一つが、前記通常転舵角範囲を超えて転舵されて船舶の後方を向くように、前記２つの転舵ユニットを制御し、かつ
   前記船舶の後方に向けられた推進力発生ユニットの前記電動モータを前記正転方向に回転駆動するように前記モータ制御ユニットを制御する、
   請求項６に記載の船舶推進装置。
8. 船体と、前記船体に装備された請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記船舶推進装置と、を含む、船舶。

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