JP2024031212A

JP2024031212A - 外付けスラスタ装置

Info

Publication number: JP2024031212A
Application number: JP2022134633A
Authority: JP
Inventors: 浩一郎高岡; Koichiro Takaoka
Original assignee: SAAMUTORON KK
Current assignee: SAAMUTORON KK
Priority date: 2022-08-26
Filing date: 2022-08-26
Publication date: 2024-03-07

Abstract

【課題】船舶を横移動させるための安全、安価な外付けスラスタを提供する。【解決手段】本発明はスラスタ１０４をアーム上部格納状態時のアーム位置１１３の様に喫水線１１６より高いドライな空間でこれを保持し、使用時にはヒンジ要素１１７を中心とし、回転方向１１４の様に、回転させ、スタンバイ状態時のアーム位置１１５の様に水中に移動設置し、スラスタ１０４の構成要素である電動機に電力を供給し、電動機回転軸に取り付けられたプロペラを回転させ、横方向の推力を発生させる手法、および水中への移動手段を採る。【選択図】図２

Description

本発明は、船舶に取り付けた外付けスラスタに関する。

従来から大型船舶には、船舶を横方向に動かすための動力装置である「サイドスラスタ」と呼ばれる装置が付けられている事が多い。接岸や離岸の際に使用することで、時間や手間を省くと共に、安全を確保することを目的に付けられる。また、近年では、レジャー目的の船舶にもサイドスラスタの有効性が認められ、装備する船舶が増えてきている。

船舶を着岸あるいは離岸させる場合、船舶に備えられている推進機のみで行う事は容易ではない。特に横風、強風下では、船首は風下に押し流され、岸壁に衝突したり港内に停泊している他の船舶に衝突したりする危険がある。
このため、船首や船尾に、通常の推進方向に対し右方向または左方向へ直角に推力を加えるサイドスラスタと呼ばれる動力を利用した機構を備え付けることが有効である。

かかるサイドスラスタのうち、船首に設けたのをバウスラスタ、船尾に設けたものをスターンスラスタと呼ぶ。
船尾には通常、舵を備えているため、船尾を左右に動かす事はそれほど困難なことではなく、よって小型の船舶の場合は、バウスラスタのみを設置し、スターンスラスタを備えない場合も多い。

その一方で、小型の船舶でも特にレジャーボートであるモータークルーザやセーリングクルーザなどでは、単独操縦や少人数での操縦がほとんどであるため、入港時に所望の係留場所に係留する際の操船が難しく、サイドスラスタを付ける船舶が増えている。

新造船時および中古の船体１０５に後付けでサイドスラスタをつける場合、図１に示すように、通常はトンネルスラスタと呼ばれるスラスタを取りつける。
このスラスタは、船首近くの喫水線１１６より下部の水中に、船舶の進行方向と直角に貫通した穴、すなわちトンネル１０３を開け、この穴の中央付近にプロペラ１０１ａを配置し、トンネル１０３外に配置した電動機１０２ａでこれを回転させる構造である。

電動機１０２ａの回転は、傘歯車を介してプロペラ１０１ａに伝達され、水流を発生し、その反作用として船舶の進行方向に対し横方向の推力を得る。また、回転の正転・反転を切り替えることにより、推力の方向を切り替えることができる。
この装置を使用することにより、船体１０５の船首は横移動することができる。

カナダ国ＳＩＤE ＳＨＩＦＴ社モノハルスラスターズ（https://shop.sideshift.com/）ＫＡＷＡＳＡＫＩサイドスラスタ（https://www.khi.co.jp/mobility/marine/machinery/side.html）

トンネルスラスタの設置で問題になるのが、新造船もそうであるが、特に中古船に後付けで設置する場合、船舶の船首部における喫水線１１６より下部の水中にトンネル１０３を開口することが必要な点である。

トンネル１０３の穴開け作業は、船体１０５の材質が金属やガラス繊維強化プラスチックであることに係わらず容易ではなく、その内部にプロペラ１０１ａと電動機１０２ａ、およびトンネル１０３になる太いパイプを取り付けるのには、数日の作業を要して煩雑である。その為、作業時間に応じた高額な費用も発生する。
さらに、後付けの場合、作業員の技量不足などで、追加工事を行ったトンネル１０３と船体１０５との接合部に、施工不良が発生するおそれも想定し得る。

万が一、船舶が座礁した場合は、船首部分が最初に岩などに乗り上げることとなるため、トンネルスラスタの場合、船首部分に取り付けたトンネル１０３と船体１０５との接合部に歪が発生し、接合部が破損浸水し、重大事故になる場合も想定される。
さらに、プロペラ１０１ａは常に水中にあるため、フジツボやカキなどの海洋生物が付着し、プロペラ１０１ａの回転を阻害する場合もある。

また、電動機１０２ａから延伸されたプロペラ１０１ａを駆動するための駆動軸は、その一部が常に水中にあるため、船体１０５への水の流入を防ぐ目的でメカニカルシールなどを設け、長期間、船舶を放置しても、船舶内への水の侵入を起こさないよう、漏れを完全に止める必要がある。
さらに、トンネルスラスタのトンネル１０３は、船舶が通常航行する際の水流の抵抗になり、船舶の航行速度を落とす原因にもなる。

そこで、本発明は、上記した問題点に鑑み、船舶を横移動させるための安全で安価な外付けスラスタを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、ヒンジ要素を持つ船体取り付け部品と、アームと、アームの一端に取り付けられたスラスタとから成り、該船体取り付け部品は、船舶の船首及または船尾付近に固定され、アームの他端は、該ヒンジ要素に接続し、スラスタは、電動機と該電動機により回転するプロペラとから成り、スラスタは、該ヒンジ要素を中心とした回転により、位置を変更可能であり、該スラスタを使用する場合には、該スラスタを該船舶の喫水線よりも低い位置に移動させ、該プロペラを回転させ、該船舶の進行方向と異なる方向への推力を得、該スラスタを使用しない場合には、該スラスタを該船舶の喫水線よりも高い位置のドライな空間に移動し、保持することを手段とする。

また、本発明は、船体取り付け部品と、伸縮可能なスライダと、スライダの一端に取り付けられたスラスタとから成り、該船体取り付け部品は、船舶の船首及または船尾付近に固定され、該スライダの他端は、該船体取り付け部品に接続し、該スラスタは、電動機と該電動機により回転するプロペラとから成り、該スラスタは、該スライダの伸縮により、位置を変更可能であり、該スラスタを使用する場合には、該スラスタを船舶の喫水線よりも低い位置に移動させ、プロペラを回転させ、船舶の進行方向と異なる方向への推力を得、スラスタを使用しないする場合には、スラスタを船舶の喫水線よりも高い位置のドライな空間に移動し、保持することを手段とする。

また、本発明は、前記船舶の船首あるいは船尾付近に、または前記船舶の船首及および船尾付近２箇所に、前記外付けスラスタ装置を設け、前記スラスタには水平に回転させる機構が設けられ、ジョイスティックにより、前記スラスタを回転させ、前記スラスタの推進方向を任意の方向に向け、前記スラスタの推力により、船体を任意の方向に移動させることができることを手段とする。

また、本発明は、スライダの一端の船舶の側面に接触する側には、横振れ防止フィンが船体側面に沿う形で延出しており、スライダは、船舶の喫水の深さに応じた位置に、スラスタを配置できることを手段とする。

本発明に係るスラスタ装置によれば、船体に大きな穴を開けることなく、船舶を横移動させるためのスラスタを安価に提供することができる。

従来のトンネルスラスタを示す図本発明実施例の折り畳み方式スラスタを示す図本発明実施例の溝トレイル方式スラスタを示す図本発明実施例のストレートアーム方式を示す図本発明実施例のスライダ方式を示す図本発明実施例の電動機固定時の傘歯車およびプロペラピッチの説明図本発明実施例の折り畳み方式およびスライド方式を複合した方式を示す図本発明実施例の電動機の両側にプロペラを取り付けた図本発明実施例のバウスラスタ、スターンスラスタ両スラスタ動作説明図本発明実施例の回転機構およびスラスタ説明図本発明実施例のスラスタ動作システム説明図

本発明に係る外付けスラスタ装置は、船舶へ容易にスラスタを外付けできることを最大の特徴とする。以下、本発明に係る外付けスラスタ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
尚、以下に示される外付けスラスタ装置の全体形状及び各部の形状は、下記に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、即ち、同一の作用効果を発揮できる形状及び寸法の範囲内で適宜変更することができるものである。
また、以後の説明において、船首に付けたバウスラスタに対し説明を行っているが、船尾に付けたスターンスラスタについても同様に考えることができる。

（実施例１）
図２から図４、図６、図８に沿って、本発明を説明する。
図２は、折り畳み方式によるスラスタについての図である。図２（ａ）は、手動折り畳み方式スラスタを示す図であり、図２（ｂ）は、電動機を用いた折り畳み方式スラスタを示す図であり、図２（ｃ）は、折り畳み方式スラスタの動作を示す図である。
図３は、溝トレイル方式スラスタについての図である。図３（ａ）は、溝トレイル方式スラスタの分離時を示す図であり、図３（ｂ）は、溝トレイル方式スラスタの装着時を示す図であり、図３（ｃ）は、溝と突起部との関係を示す図であり、図３（ｄ）は、棒状突起の形状を示す図であり、図３（ｅ）は、板状突起の形状を示す図である。
図４は、ストレートアーム方式スラスタについての図である。図４（ａ）は、ストレートアーム方式上面図であり、図４（ｂ）は、ストレートアーム方式の動作を示す図であり、図４（ｃ）は、ストレートアーム方式に手動レバーを取り付けた図であり、図４（ｄ）は、ストレートアーム方式にシリンダを付加した図である。
図６は、電動機固定時の傘歯車およびプロペラピッチの説明図である。
図８は、電動機の両側にプロペラを取り付けた図である。図８（ａ）は、電動機の両側にプロペラを取り付けた図であり、図８（ｂ）は、２個の電動機に各々プロペラを取り付けた図である。

外付けスラスタ装置１は、船舶の船首、船尾等に装着し、スラスタの必要性に応じて、スラスタを待機状態または使用状態（スタンバイ状態）に変更する装置である。本実施例では、折り畳み方式スラスタについて説明する。
手動の場合について、説明し、電動の場合については、変形例として説明する。
外付けスラスタ装置１は、主に、船体取り付け部品１０６とアーム１０７ａとスラスタ１０４とから成る（図２）。
（船体取り付け部品について）
船体取り付け部品１０６は、外付けスラスタ装置１を船体１０５に取り付ける部分であり、棒状体である。断面は略コの字状であり、中央の面と、中央の面に接する２つの側面から成る。中央の面と側面との角度は、側面が取り付ける船体１０５の面に沿うように、鈍角となっている。
船体取り付け部品１０６の側面には、船体取り付け穴１１０が開けられている。船体１０５の船首、あるいは船尾の喫水線１１６よりも上方に開けられた小さな穴に、ボルト等で、船体取り付け穴１１０を固定する。
ここで用いる喫水線は、船が水上に浮かんでいるときの水面と船体との交線であり、積載量によって変化する線を言う。
船体取り付け部品１０６の一端にはヒンジ要素１１７を持ち、ヒンジ要素１１７を介して、アーム１０７ａ等に接続される。

（アームについて）
アーム１０７ａは、スラスタ１０４を保持する部分である。全体としては、船体取り付け部品１０６と同様の外観であり、棒状体である。また、断面は略コの字状であり、中央の面と、中央の面に接する２つの側面から成る。中央の面と側面との角度は、側面が、取り付ける船体１０５の面に沿うように、鈍角となっている。
アーム１０７ａの一端の中央の面に、スラスタ１０４が取り付けられている。アーム１０７ａの他端は、ヒンジ要素１１７を介して、船体取り付け部品１０６に接続されている。
従って、スラスタ１０４及びアーム１０７ａは、ヒンジ要素を中心とした回転により、位置を変更可能である。
スラスタ１０４のプロペラ１０１ａの軸線方向は、アーム１０７ａの幅方向であり、アーム１０７ａが船体１０５に接地された際、船舶の進行方向に対して概ね、垂直方向である。
アーム１０７ａの中央の面の長手方向の中間部分には、引き上げロープ１０８の一端が固定されている。スラスタ１０４を喫水線１１６よりも上方のドライな空間に保持しておくためのものである。
アーム１０７ａの船体取り付け部品１０６側の側面の端部には、幅方向に延びる突起部があり、突起部の先端には、アーム固定ロープ１０９の一端が固定されている。アーム固定ロープ１０９は、スラスタ１０４を使用する際、スラスタ１０４を船体に押しつけておくためのものである。

（スラスタについて）
スラスタ１０４は、船舶を進行方向以外の方向に動かすための推進部分である。スラスタ１０４は、電動機１０２ａとプロペラ１０１ａとから成る。
電動機１０２ａは、プロペラ１０１ａを回転させるための電動機である。鉛蓄電池などを用いた通常１２Ｖまたは２４Ｖの直流電源で駆動する。駆動のための電線を通す穴が必要になるが、甲板上で配線を行う場合は、特に配線の為の穿孔は必要ない。また、船体１０５に穿孔した場合でも、電線導入孔は小さな穴なので、船体１０５の強度を落とすことはない。簡単な止水対策を行えば、その穴から水が流入する事もほとんどない。
プロペラ１０１ａは、回転することで、水中での推進力を発生させる。必要な推進力に応じて、市販されている一般的な水中用プロペラ、スクリューから選択することができる。

また、電動機とプロペラの変形例を示す。
図８（ａ）に示すように、スラスタ１０４の電動機１０２ｃの回転軸の両端２か所にプロペラ１０１ｃ、１０１ｄを装着することもできる。
プロペラが１個の場合は、水流の方向により電動機が抵抗になり、普通プロペラの左右の推力に差が生じる。それに対して、電動機１０２ｃの両端にプロペラを装着することによって、電動機が抵抗となることなく、効率的に水流を作ることができる。

また、図８（ｂ）に示すように、電動機１０２ｄと電動機１０２ｅを金具などにより一体化してもよい。図８（ａ）の場合と同様に、効率的に水流を作ることができるし、各プロペラに対して、それぞれの電動機の力を加えることができるので、推進力を向上させることができる。

また、図６に示すように、ギアボックス４１３を用いても良い。
電動機４０８の回転出力はスライドシャフト４０９に伝達され、次に入力側傘歯車４１１に伝達される。説明上ここでは上方向から見て、右回りの回転方向４１４としている。

ギアボックス内に設けられた入力側傘歯車４１１を回転させることにより出力側傘歯車４１２ａ、４１２ｂを回転させ、同時に直結されたプロペラ４１５ａ、４１５ｂを図示したような回転方向４１６ａ、４１６ｂの方向に回転させ、さらに図示した方向に水流４１７ａ、４１７ｂを発生させる。反作用として、水流と反対方向に、推力を発生させることができる。

（手動折り畳み方式のスラスタ装置の動作）
図２（ｃ）に沿って手動折り畳み方式の外付けスラスタ装置の動作を説明する。
スラスタ１０４を、使用状態であるスタンバイ状態の位置に設置する手順を説明する。
引き上げロープ１０８、アーム固定ロープ１０９はスラスタ１０４を移動、固定させる際に用いる。
引き上げロープ１０８を緩めることによって、アーム１０７ａは、ドライな上部格納状態時のアーム位置１１３からヒンジ要素１１７を回転の中心として、回転方向１１４の方向に、スラスタ１０４と共に、喫水線よりも低い位置である水中に移動する。

十分にアームが移動した後、アーム固定ロープ１０９を引き上げる。すると、アーム１０７ａは、ヒンジ要素１１７を中心とし、船体に押しつけられる方向に動く。また、アーム１０７ａに設置されたスラスタ１０４も同様に、船体に接近する。
アーム固定ロープ１０９は、アーム１０７ａのヒンジ要素方向の端部にある突起部に接続されているので、アーム１０７ａに直接接続する場合に比べて、アーム固定ロープ１０９の力をヒンジ要素を軸とする回転力に効率よく変換することができる。

アーム固定ロープ１０９に十分な張力を持たせることで、アームの位置は、図２（ｃ）のように、スタンバイ状態時のアーム位置１１５になる。スラスタ１０４及びアームは、アーム固定ロープ１０９の張力によって、船体１０５に付勢されている。従って、スラスタ１０４及びアームは、安定して固定され、スラスタ１０４による水流の方向を安定させることができる。
また、アーム１０７ａの側面は、船体１０５の表面に沿う形であるので、２つの側面が船体１０５の船首や船尾を挟む構造となる。
水流発生による反作用は、船体１０５に対して、アーム１０７ａ及びスラスタ１０４を横方向にずらそうとするが、２つの側面が船体を挟む構造となるので、ずれを防止することができる。
この状態で、プロペラを回転させ、船舶の進行方向と異なる方向への推力を得ることで、船舶の離岸、接岸を容易にすることができる。

スラスタ１０４を上部格納状態の位置に移動する手順を説明する。
アーム固定ロープ１０９を緩め、アーム１０７ａ及びスラスタ１０４の船体１０５への付勢をなくす。
次に、引き上げロープ１０８を引くことによって、アーム１０７ａはヒンジ要素１１７を中心として回転し、アーム１０７ａ及びスラスタ１０４を水中から引き上げる。
引き上げロープ１０８を引き続けることで、アームは、喫水線よりも高い位置のドライな空間である上部格納状態時のアーム位置１１３に移動し、保持される。この状態で、引き上げロープ１０８を船体１０５上の甲板等に固定することによって、アーム１０７ａを安定して、上部格納状態に固定することができる。

このように、上述の構造を用いることによって、既存の船舶に容易に追加可能であり、且つ、スラスタの使用時と待機時とを、容易に変更でき、使用者の利便性に資するものである。

（アームの回転動作を電動化）
アームの回転動作を、アーム駆動電動機１１１を用い自動化する例を図２（ｂ）に沿って説明する。
アーム１０７ｂと船体取り付け部品１０６との間には、アーム駆動電動機１１１と、アーム駆動歯車１１２が配置されている。
アーム駆動歯車１１２は、アーム駆動電動機１１１で作られた回転運動の回転数を落とし、回転トルクを増加させるものである。
アーム駆動電動機１１１と、アーム駆動歯車１１２とを用いることで、アーム固定ロープ１０９や引き上げロープ１０８を用いることなく、アームを回転させることができる。アーム駆動電動機１１１の駆動は、配線により外部電源を供給することによって行う。
この構成によって、容易に、アーム１０７ｂ及びスラスタ１０４を回転移動させ、上部格納状態、スタンバイ状態に固定することができるので、アーム移動時の作業負担を軽減することができる。

また、後述する他のアーム駆動方式も電動機や、直動シリンダ等を用い自動化することも容易である。

（馬蹄形溝を利用した折り畳み方式）
馬蹄形溝を利用した折り畳み方式について、図３に沿って説明する。
図３（ａ）において船体取り付け部品１０６の下部に馬蹄形の溝がある馬蹄形溝板２０２を取り付ける。
図３（ｂ）では、これにアーム１０７ｃの突起が片側に付、２か所ある突起部２０３を挿入し、この突起部が馬蹄形溝２０５を滑動するようにする。
図３（ｃ）では、スラスタ１０４が上部格納状態時のアーム位置２１０からの中間状態時のアーム位置２１１を通り、スタンバイ状態時のアーム位置２１２になる位置まで示している。
その時突起部の位置は、上部格納状態時の突起部位置２０６、中間状態時の突起部位置２０７、スタンバイ状態時の突起部位置２０８となる。

溝が馬蹄形の為、付属のロープ２０１を引き上げるとアーム１０７ｃは船体１０５に対し、押しつけるような力が働く。
馬蹄形の型によりアームは１８０度以上の回転角度にする事ができる。
但し、必ずしも馬蹄形溝でなく、Ｕ字溝でも本発明の主旨から外れるわけではない。
また、突起の形状は図３（ｄ）の様な棒状突起２１３のほかに、図３（ｅ）の様な板状突起２１４が考えられる。板状突起２１４を用いることによって、よりスムーズに回転させることができる。

（ストレートアーム方式）
機能を単純化したストレートアーム方式について、図４に沿って説明する。
図４（ａ）は船体１０５を上から見た図であり、右舷側のアーム３０１ａと左舷側のアーム３０１ｂの交差した所にスラスタ１０４が装着されている。アーム３０１ａ、アーム３０１ｂは各々のアームの支点３０２ａ、３０２ｂを支点として図４（ｂ）では回転３０５の様に回転する。ここでは、左舷側のみ図示している。

また、図４（ｂ）では、引き上げ方向３０４ａの方向に引き上げていたロープ３０３を緩めることにより、上部格納状態時のアーム位置３１１のアームは、自重によって、水中に移動し、スタンバイ状態時のアーム位置３１２になる。

この時、ロープ３０３を引き上げ方向３０４ｂの方向に船体１０５上の甲板から引くことにより、スラスタ１０４を船体１０５に押し当てる事ができる。

このロープ３０３は引き上げる場所、方向により、スラスタ１０４を喫水線１１６よりも上方のドライな空間への引き上げ、船体１０５に押し当ての両方の機能を持たせる事ができる。
ロープ３０３は引き揚げた状態時のまま、船体１０５に固定する。

図４（ｃ）はスラスタ１０４を付けたアームを上部格納状態時のアーム位置３１３から、支点３０２ｂを中心に回転移動する事により、スタンバイ状態時のアーム位置３１４にまで移動させる事ができる。これはレバー３０７を手で握り、船首方向に押し出すことにより行う。
アーム固定ロープ３１８等を用い、固定してもよいし、支点３０２ａ，３０２ｂにラチェット機構などを追加してもよい。

図４（ｄ）は、直動シリンダを用い自動化したものである。
シリンダ３１７によりアームは上部格納状態時のアーム位置３１５に取り付けられたスラスタ１０４は通常、喫水線１１６上のドライな空間で保持され、使用時はシリンダ３１７を縮小することにより、回転３１０のように回転し、アームはスタンバイ状態時のアーム位置３１６のような位置になり、スラスタ１０４は水中に移動する。

このような構造をとることによって、スラスタ１０４は、左右の２点で支持されるので、スラスタ１０４の推力によるアームのゆがみ等が発生しにくく、スラスタ１０４の横ずれを防止することができる。

また、本ストレートアーム方式の場合、支点３０２ａ、支点３０２ｂとなる箇所に左右、各１カ所の穿孔のみで船体１０５に取り付けができるので、船体１０５の改修量を減らすことができる。

上述したようなアーム駆動電動機１１１を用いた折り畳み方式スラスタ、溝トレイル方式スラスタ、ストレートアーム方式スラスタは折り畳み方式の外付けスラスタ装置の変形例である。

また、図４（ｃ）のストレートアーム方式に手動のレバーを取り付けた方式も、図４（ｄ）のシリンダを用いた方式も、折り畳み方式の外付けスラスタ装置の変形例である。

（実施例２）
他の実施例について図５を用いて説明する。実施例１と同様の部分は省略する。
（スライド方式スラスタ）
図５は、スライダ方式を示す図である。図５（ａ）は、スライダを示す図であり、図５（ｂ）は、スライダ方式を示す図であり、図５（ｃ）は、スライダ方式格納時を示す図であり、図５（ｄ）は、スライダ方式伸展時を示す図であり、図５（ｅ）は、電動機固定のスライダ方式を示す図であり、図５（ｆ）は、スライドシャフトを示す図である。

実施例１において、容易に後付け可能であり、待機状態及びスタンバイ状態への移動が可能な外付けスラスタ装置について説明した。
しかし、船舶によっては、積荷、人数等によって、喫水線が変わった際、喫水線の変化に応じて、スラスタの最適位置が変化する場合があった。そこで、スラスタ位置を変化させる技術が求められていた。

本実施例では、スライド方式スラスタについて説明し、変形例として、電動機固定スライド方式について説明する。
本実施例の外付けスラスタ装置１は、船舶の船首、船尾等に装着し、スラスタの必要性に応じて、スラスタを待機状態または使用状態に変更し、使用時のスラスタの位置を任意に設定可能である装置である。

外付けスラスタ装置１は、主に、船体取り付け部品４０６とスライダ４０７とスラスタ１０４から成る（図５（ｃ）、（ｄ））。
スラスタ１０４は、実施例１と同様である。
（船体取り付け部品）
船体取り付け部品１０６は、実施例１と同様に、外付けスラスタ装置１を船体１０５に取り付ける部分である。
船体取り付け部品１０６はスライダ４０７の１段目に固定されている。言い換えれば、船体取り付け部品１０６は、スライダ４０７の他端に固定されていると言える。

（スライダ）
スライダ４０７は、三段式であり、直線的に対象物を移動させる事ができるものである。スライダ格納時４０１はスライダを縮めた状態を示し、スライダ伸展時４０２はスライダを伸ばした状態を示す。
スライダの各段が、滑らかに移動させるため、個々のスライダは滑りを良くする潤滑油を用いたり、スライド鋼球と呼ばれる鋼球を用いる等工夫がされている。

スライダ４０７自体は、一般的な市販品でも良く、完成品を購入し、本発明の部品として使用することができる。これらのスライダは、規定以上に引き出した場合、ストッパにより、分解しないよう、工夫がされている。

スライダ４０７を伸長した際の三段目である端部の板には、スラスタ１０４が装着されている。また、引き上げロープ４０３の一端が３段目に繋がれている。
三段目である端部の板のスラスタ１０４が装着される位置には、横振れ防止フィン３０８が装着されている。横振れ防止フィン３０８は、スラスタ１０４を使用時に、スラスタ１０４等が船体１０５に対して横ずれすることを防ぐものである。
横振れ防止フィン３０８は、スライダの一端の船舶の側面に接触する側にあり、船体１０５方向に延出した２つの板で構成され、２つの板は、接触する船体に沿う面で形成されている。
言い換えれば、横振れ防止フィン３０８によって、船体１０５が挟まれる構造である。

外付けスラスタ装置１の動作を説明する。
図５（ｃ）に沿って、スラスタ１０４をスタンバイ状態に固定するまでの動作を説明する。
スライダ４０７を、当初、引き上げロープ４０３によって、上部格納状態に固定されている（図５（ｃ））。
引き上げロープ４０３を緩めることによって、スラスタ１０４の自重により、スライダ４０７は、スライダ格納時４０４の位置から、徐々に滑動しながら水中に移動する。
スライダ４０７が伸び、スラスタ１０４と共に、喫水線よりも低い水中に移動し、スライダ伸展時４０５の状態となる（図５（ｄ））。

スラスタ１０４を使用する際、水流の反作用によって、スラスタ１０４、スライダ４０７に対して、大きな横方向の力が生る。すると、この力により船首、船尾に対するスラスタ１０４、スライダ４０７の位置がずれ、本来のスラスタの性能が発揮できないことが考えられる。
また、更にスライダに曲がりが生じたり、スライダが破損する可能性もある。そこで、横振れ防止フィン３０８で船体１０５を抱え込むことによって、スラスタ、スライダの曲がり、横ずれを防止する。
なお、スライダ自体が強固であれば、この構造は不要である。

図５（ｄ）において引き上げロープ４０３はスラスタ１０４が降り切った位置で、プロペラ１０１ｂに絡まないよう船体１０５に固定する。さらに、スライダが動作中、水面上に上昇しないようアームを固定する直線ラチェットなどの仕組みが必要になる場合もある。

（任意の位置設定の説明）
スライダ４０７を伸ばし切った状態での使用について説明したが、スラスタを任意の位置で固定する使用方法について説明する。
対比として、一般的なスラスタは、船体にトンネル等を開け、設置することが多く、設置位置は固定されている。また、喫水は、積荷の量等によって、変化するものである。

ところで、スラスタにより、船を横方向に移動させる際、スラスタでの推進力は、船の側面のスラスタのある位置一点に集中する。すると、スラスタの推進力への反作用である水の抵抗力は、スラスタの位置よりも浅い部分と深い部分の水の抵抗力から成ると考えられる。
この２つの抵抗力に差が出ると、船が、浅い部分である上部分、深い部分である下部分のいずれかで押されることとなり、船が揺れたり、傾くことが考えられる。
そして、抵抗力の差は、喫水線の位置によって変化すると考えられる。

そこで、スラスタ使用時の船の安定性を向上させるために、喫水線の位置に応じて、スラスタの推力に対する浅い部分と深い部分の水の抵抗力のとれる位置に、スラスタを配置することが有効と考えられる。

以下、スラスタの設置位置を変更する例として説明する。
上述のように、喫水とスラスタの最適設置位置の関係が重要であるので、予め、喫水線の位置とスラスタの最適設置位置との関係を測定、算出し、データ化しておく。
スラスタを使用する際に、喫水線の位置を確認し、事前のデータから、それに応じたスラスタの最適設置位置を求める。
引き上げロープ４０３を緩め、スライダ４０７を伸ばす。
最適設置位置にスラスタ１０４が来た際、引き上げロープ４０３を張り、甲板等に固定し、スラスタ１０４の位置を最適設置位置に固定する。
この位置でスラスタ１０４を推進させることで、スラスタ使用による船の揺れ、傾きを最小限とすることができる。
また、スラスタ１０４部分には、横振れ防止フィン３０８があるので、どの位置に固定されても、スラスタの推力による横ずれを防ぐことができる。

このように、喫水の深さ（喫水線の位置）に応じて、スラスタの位置を設定することで、スラスタ使用時の船の揺れを軽減でき、横振れ防止フィンを用いることで、任意の位置にスラスタを設置しても、安定してスラスタを使用することができる。

（電動機固定のスライダ方式）
電動機固定のスライダ方式について、図５（ｅ）（ｆ）に沿って説明する。図５（ｅ）は、電動機固定のスライダ方式を示す図であり、図５（ｆ）は、スライドシャフトを示す図である。
図５（ｅ）において、電動機４０８をスライダ４０７の１段目または船体１０５に取り付け固定部品４０６に固定する。

電動機４０８の回転軸はスライドシャフト４０９に連結され、図５（ｅ）では２段目のスライダに取り付けられた、ギアボックス４１３に繋がる。このスライドシャフト４０９は伸縮し、水中に移動する。なお図５（ｅ）では水中に入る直前の状態を示している。

図５（ｆ）はスライドシャフトの動作を示す図である。
外側の軸は内側の軸に回転を伝える事ができ、内側の軸は、軸方向すなわちシャフトスライド方向４１０の様に自由に動く事ができる。

このような構造とすることによって、電気部品である電動機４０８を常に、喫水線よりも上方のドライな空間に置くことができるので、海水による電気部品の腐食等を軽減することができ、装置の寿命を延ばすことができる。

（折り畳みおよびスライド方式を複合した方式）
折り畳みおよびスライド方式を複合した方式について、図７に沿って説明する。
この図ではスライダ４２３は最初、スライド方向４３０にスライドした後、その先端に付けられた、ヒンジ要素４２２から、折り畳み方式のアーム４２１を出している。
アーム４２１の先端にはスラスタ１０４を取りつけている。アーム４２１はヒンジ要素４２２を中心として回転４２０し、水中に移動する。

（船舶におけるスラスタの動作説明）
船舶におけるスラスタの動作説明について、図９に沿って説明する。
図９は、バウスラスタ、スターンスラスタ両スラスタ装着図である。
図９（ａ）は、船体１０５の船首にバウスラスタ５０１、船尾にスターンスラスタ５０２を取り付けた図であり、図９（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）は船体５０６を上部から見たときの各スラスタを動作させた時の動作状態であり、図９（ｂ）は、バウスラスタのみ作動させた時、図９（ｃ）は、バウスラスタ、スターンスラスタ水流同方向作動時、図９（ｄ）は、バウスラスタ、スターンスラスタ水流逆方向作動時を示す。

上述の説明では、主に、船首に付けたスラスタに対し説明を行ったが、船尾に取り付けることも可能である。

図９（ｂ）はバウスラスタ５０１のみを作動させた状態を図示している。船首に取り付けたバウスラスタ５０１は船尾をあまり動かさずに船首のみ回転させる事ができる。水流は水流５０３ａのような方向に流れる。
反作用として回転方向５０４ａは、その時の船体１０５の回転移動方向を示す。

図９（ｃ）はバウスラスタ５０１およびスターンスラスタ５０２を船首および船尾に各1個取り付けた後、同方向で作動させた場合を図示している。
図９（ｃ）のように、左舷方向に水流５０３ｂ、水流５０３ｃを発生させれば、船体１０５の移動方向は移動方向５０５の様になる。
このように船体１０５を岸から平行に離岸させることが可能である。十分に離岸させた後、この図では、舵を右舷側に切り、前進すれば船尾が岸壁に当たる事もなくなる。

図９（ｄ）はバウスラスタ５０１およびスターンスラスタ５０２、各々逆方向に作動させた場合の図である。各スラスタを動作させると水流方向は、水流５０３ｄ、水流５０３ｅの様になり、その場で船体１０５を回転方向５０４ｂの様に回転させる事ができる。狭い湾内で船足を止めた状態時で、方向転換ができる。

（実施例３）
他の実施例について図１０、１１を用いて説明する。実施例１と同様の部分は省略する。
（スラスタ動作システム）
図１０は、回転機構およびスラスタ説明図である。
図１１は、スラスタ動作システム説明図である。図１１（ａ）は、ジョイスティック説明図であり、図１１（ｂ）は、スラスタ動作システム概略図であり、１１図（ｃ）は、スラスタ動作時の説明図である。

実施例１において、容易に後付け可能であり、待機状態及びスタンバイ状態への移動が可能な外付けスラスタ装置について説明したが、１つのスラスタで、移動を完全に制御することが難しいし、船首、船尾の２つのスラスタを用いる際にも、連携した制御は簡単でない場合が多かった。
そこで、ジョイスティック等を用いて、容易に制御できるシステムが求められていた。

本実施例では、スラスタ１０４の水平方向の角度を任意に変えることができる外付けスラスタ装置について説明する。

図１０の様に、スラスタ６０５ａの上部に回転機構６０２を設け、通常であれば、船舶の進行方向と直角に固定されているスラスタを、この回転機構６０２によりスラスタ６０５ａの水平方向の角度を回転６０４のように回転させる事ができる。
これにより、船体を任意の方向に回転あるいは移動させる事ができる。

スラスタ６０５ａは説明の便宜上８方向に推力を得る方法を説明する。固定軸６０１は船体に固定されており、スラスタ６０５ａで発生した推力を船体に伝える役目を持つ。
折りたたみ方式、またはスライド方式を用いた投入方法により使用時はスラスタ６０５ａを水中に投入する役目を持つ。

ここでは８方向のジョイスティックで船首につけたバウスラスタを操作する方法を説明する。

船尾にスラスタを装備すれば、さらに機能の向上を図る事ができるが、説明は本発明の主旨から逸脱するため、省略する。

回転機構６０２には、電動機とトルクを増大させるための歯車、回転軸６０３の角度を検出する角度検出機構などが内蔵される。

図１１（ａ）はこのスラスタ６０５ａを操作するためのジョイスティックの説明図である。
８方向に倒す事ができ、この図では、右斜め前方向にジョイスティックを倒している。

図１１（ｃ）ではスラスタ６０５ｃを右斜め前方向に向けた図を示す。スラスタ６０５ｃに電力を供給する事により、方向が設定された後、スラスタに電力を供給すれば水流方向６３１の方向に水流を発生させ反作用として船首は右斜め前方方向に推力方向６３２で示す方向に推力を得る。

図１１（ｂ）はこのシステムのブロックを示す。
回転機構６２４内にある角度検出機構からの角度エンコード信号６２７は制御ユニット６２３に入力され、制御ユニット６２３は、スラスタ６０５ｂの、現在の水平方向の角度を知ることができる。

通常、角度検出機構は、光を利用した、光学式エンコーダ、ホール素子を利用した、磁気式エンコーダ、プリント基板上に形成された銅箔のストリップラインを用いた、機械接点式などを用いた方式が一般的に使用される。
電源６２２は制御ユニット６２３、回転機構６２４へ、回転機構用電力６２６スラスタ６０５ｂに制御ユニット６２３からスラスタ用電力６２８が供給される。

上記の方法以外に、回転機構６０２内の電動機をステッピングモータ等を使用した場合、フィードバックを行わないワンウェイ制御でも行うこともできる。

なお、スラスタ６０５ａが回転するのは前方向６１１から右斜め後方向６１４までの１３５度とし、残りの角度はスラスタ６０５ａへの電流の極性を切り替えることにより、逆回転させ、推力は全方向に対し４５度刻みで方向の切り替えが可能である。

前方向６１１は前方向への推力、右斜め前方向６１２は右斜め前方向への推力、右横方向６１３は右横方向への推力、右斜め後ろ方向６１４は右斜め後ろ方向への推力、後ろ方向６１５は後ろ方向への推力を発生させる。

電流を切り替えることなく、全方向に対し、スラスタを回転させる事も可能であり、この場合は、電力の供給はスリップリング等を持ちれば、電線の回転による、問題等は考慮しなくても済む。

このスラスタを水平方向に回転させる方式では、通常，横方向でしか推力を得られなかった、従来の方式と異なり、図１１（ａ）のジョイスティック６２１ａを前進方向６１１、後進方向６１５に倒すことにより前方方向、後方方向にも推力が得られるため、船舶に装備されている主推進機関を使用しないでも、船舶を前進、後進させる事もできる。

また、微速度で着岸や離岸を行う場合、大出力の主推進機関を使わなくても良く、湾内での船舶の操縦がより、容易になる。
なお、船尾にもスターンスラスタを装備した方が、船舶のコントロールはより安全になる。

このような構成とすることによって、スラスタの制御をきめ細かく行うことができ、且つ、微速度での主推進機関の代わりを行うことができ、船舶の制御精度を向上させることができる。

本発明に係る外付けスラスタ装置は、既存の船舶に容易に設置可能なスラスタ装置として産業上の利用可能性が大きいと解する。

１外付けスラスタ装置
１０１ａプロペラ
１０１ｂプロペラ
１０１ｃプロペラ
１０１ｄプロペラ
１０２ａ電動機
１０２ｂ電動機
１０２ｃ電動機
１０２ｄ電動機
１０２ｅ電動機
１０３トンネル
１０４スラスタ
１０５船体
１０６船体取り付け部品
１０７ａアーム
１０７ｂアーム
１０７ｃアーム
１０８引き上げロープ
１０９アーム固定ロープ
１１０船体取り付け穴
１１１アーム駆動電動機
１１２アーム駆動歯車
１１３上部格納状態時のアーム位置
１１４回転方向
１１５スタンバイ状態時のアーム位置
１１６喫水線
１１７ヒンジ要素
２０１ロープ
２０２馬蹄形溝板
２０３突起部
２０５馬蹄形溝
２０６上部格納状態時の突起部位置
２０７中間状態時の突起部位置
２０８スタンバイ状態時の突起部位置
２１０上部格納状態時のアーム位置
２１１中間状態時のアーム位置
２１２スタンバイ状態時のアーム位置
２１３棒状突起
２１４板状突起
３０１ａアーム
３０１ｂアーム
３０２ａ支点
３０２ｂ支点
３０３ロープ
３０４ａ引き上げ方向
３０４ｂ引き上げ方向
３０５回転
３０７レバー
３０８横振れ防止フィン
３１０回転
３１１上部格納状態時のアーム位置
３１２スタンバイ状態時のアーム位置
３１３上部格納状態時のアーム位置
３１４スタンバイ状態時のアーム位置
３１５上部格納状態時のアーム位置
３１６スタンバイ状態時のアーム位置
３１７シリンダ
３１８アーム固定ロープ
４０１スライダ格納時
４０２スライダ伸展時
４０３引き上げロープ
４０４スライダ格納時
４０５スライダ伸展時
４０６船体取り付け固定部品
４０７スライダ
４０８電動機
４０９スライドシャフト
４１０シャフトスライド方向
４１１入力側傘歯車
４１２ａ出力側傘歯車
４１２ｂ出力側傘歯車
４１３ギアボックス
４１４回転方向
４１５ａプロペラ
４１５ｂプロペラ
４１６ａ回転方向
４１６ｂ回転方向
４１７ａ水流
４１７ｂ水流
４２０回転
４２１アーム
４２２ヒンジ要素
４２３スライダ
４３０スライド方向
５０１バウスラスタ
５０２スターンスラスタ
５０３ａ水流方向
５０３ｂ水流方向
５０３ｃ水流方向
５０３ｄ水流方向
５０３ｅ水流方向
５０４ａ回転方向
５０４ｂ回転方向
５０５移動方向
６０１固定軸
６０２回転機構
６０３回転軸
６０４回転
６０５ａスラスタ
６０５ｂスラスタ
６０５ｃスラスタ
６１１前方向
６１２右斜め前方向
６１３右横方向
６１４右斜め後ろ方向
６１５後ろ方向
６２１ａジョイスティック
６２１ｂジョイスティック
６２２電源
６２３制御ユニット
６２４回転機構
６２６回転機構用電力
６２７角度エンコード信号
６２８スラスタ用電力
６３１水流方向
６３２推力方向

上記課題を解決するため、本発明は、ヒンジ要素を持つ船体取り付け部品と、アームと、アームの一端に取り付けられたスラスタとから成り、該船体取り付け部品は、船舶の船首および／または船尾付近に固定され、アームの他端は、該ヒンジ要素に接続し、スラスタは、電動機と該電動機により回転するプロペラとから成り、スラスタは、該ヒンジ要素を中心とした回転により、位置を変更可能であり、該スラスタを使用する場合には、該スラスタを該船舶の喫水線よりも低い位置に移動させ、該プロペラを回転させ、該船舶の進行方向と異なる方向への推力を得、該スラスタを使用しない場合には、該スラスタを該船舶の喫水線よりも高い位置のドライな空間に移動し、保持することを手段とする。

また、本発明は、船体取り付け部品と、伸縮可能なスライダと、スライダの一端に取り付けられたスラスタとから成り、該船体取り付け部品は、船舶の船首および／または船尾付近に固定され、該スライダの他端は、該船体取り付け部品に接続し、該スラスタは、電動機と該電動機により回転するプロペラとから成り、該スラスタは、該スライダの伸縮により、位置を変更可能であり、該スラスタを使用する場合には、該スラスタを船舶の喫水線よりも低い位置に移動させ、プロペラを回転させ、船舶の進行方向と異なる方向への推力を得、スラスタを使用しないする場合には、スラスタを船舶の喫水線よりも高い位置のドライな空間に移動し、保持することを手段とする。

また、本発明は、前記船舶の船首あるいは船尾付近に、または前記船舶の船首および船尾付近２箇所に、前記外付けスラスタ装置を設け、前記スラスタには水平に回転させる機構が設けられ、ジョイスティックにより、前記スラスタを回転させ、前記スラスタの推進方向を任意の方向に向け、前記スラスタの推力により、船体を任意の方向に移動させることができることを手段とする。

Claims

ヒンジ要素を持つ船体取り付け部品と、アームと、アームの一端に取り付けられたスラスタとから成り、
該船体取り付け部品は、船舶の船首及または船尾に固定され、
アームの他端は、該ヒンジ要素に接続し、
スラスタは、電動機と該電動機により回転するプロペラとから成り、
スラスタは、該ヒンジ要素を中心とした回転により、位置を変更可能であり、
該スラスタを使用する場合には、
該スラスタを該船舶の喫水線よりも低い位置に移動させ、該プロペラを回転させ、該船舶の進行方向と異なる方向への推力を得、
該スラスタを使用しない場合には、該スラスタを該船舶の喫水線よりも高い位置のドライな空間に移動し、保持することを特徴とする外付けスラスタ装置。
船体取り付け部品と、伸縮可能なスライダと、スライダの一端に取り付けられたスラスタとから成り、
該船体取り付け部品は、船舶の船首及または船尾に固定され、
該スライダの他端は、該船体取り付け部品に接続し、
該スラスタは、電動機と該電動機により回転するプロペラとから成り、
該スラスタは、該スライダの伸縮により、位置を変更可能であり、
該スラスタを使用する場合には、
該スラスタを船舶の喫水線よりも低い位置に移動させ、プロペラを回転させ、船舶の進行方向と異なる方向への推力を得、
スラスタを使用しないする場合には、スラスタを船舶の喫水線よりも高い位置のドライな空間に移動し、保持することを特徴とする外付けスラスタ装置。
前記船舶の船首あるいは船尾に、または前記船舶の船首及および船尾２箇所に、前記外付けスラスタ装置を設け、
前記スラスタには水平に回転させる機構が設けられ、
ジョイスティックにより、前記スラスタを回転させ、前記スラスタの推進方向を任意の方向に向け、
前記スラスタの推力により、船体を任意の方向に移動させることができることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の外付けスラスタ装置。
（スライダ方式の追加事項）
スライダの一端の船舶の側面に接触する側には、横振れ防止フィンが船体側面に沿う形で延出しており、
船舶の喫水線の位置に応じた位置に、スラスタを配置できることを特徴とする請求項２に記載の外付けスラスタ装置。