JP2024110473A - 船舶推進機、船舶、および、プレート - Google Patents

Abstract

【課題】ダクト近傍に発生する陥没渦に起因して船体の操船性が低下することを抑制する。【解決手段】船舶推進機は、ダクトと、前記ダクト内に配置され、前記ダクトの軸方向に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたプロペラと、前記プロペラを回転させる回転機構と、を備える。前記ダクトの上側部分には、前記ダクトから前記軸方向に延びるとともに複数の孔が形成されたプレートが設けられている。本船舶推進機では、ダクトの上側部分から延びるようにプレートが設けられており、そのプレートには複数の孔が形成されている。ダクトに沿って回り込んでくる幾つかの水流は、プレートの孔を通過する際に減衰する。【選択図】図３

Description

本明細書に開示される技術は、船舶推進機、船舶、および、プレートに関する。

従来より、ダクト式の船舶推進機が知られている。このダクト式の船舶推進機は、ダクトと、そのダクト内に配置され、ダクトの軸方向に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたプロペラと、プロペラを回転させる回転機構とを備えている（例えば下記特許文献１～４参照）。

特開２０１６－０６８６１０号公報 特開２０１３－１０００１３号公報 特開２０１３－１０００１４号公報 特開２０２２－０１８６４５号公報

本発明者は、鋭意検討を重ねることにより、ダクト式の船舶推進機では、ダクトに向かう空気を巻き込んだ大きな渦（以下、「陥没渦」という）の発生によって、例えば横移動ができなくなるなど、船体の操船性に影響を及ぼすことがあることを新たに発見した。具体的には、水中でプロペラを回転させると、ダクトに沿って回り込んでくる幾つかの水流が合流し、水面付近の空気を巻き込む大きな渦（陥没渦）に成長する。その結果、例えば、横移動の操船指示に対して、船体が斜め横方向に移動するなど、その陥没渦が船体の操船性に影響を及ぼすおそれがある。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される船舶推進機は、ダクトと、前記ダクト内に配置され、前記ダクトの軸方向に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたプロペラと、前記プロペラを回転させる回転機構と、を備える。前記ダクトの上側部分には、前記ダクトから前記軸方向に延びるとともに複数の孔が形成されたプレートが設けられている。本船舶推進機では、ダクトの上側部分から延びるようにプレートが設けられており、そのプレートには複数の孔が形成されている。ダクトに沿って回り込んでくる幾つかの水流は、プレートの孔を通過する際に渦度（強さ）が減衰する。これにより、本船舶推進機によれば、ダクト近傍に発生する陥没渦に起因して船体の操船性が低下することを抑制することができる。

（２）上記船舶推進機において、前記プレートの最下端は、前記回転軸よりも上側に位置している構成としてもよい。本船舶推進機によれば、例えばプレートがダクトの全周から延びる構成に比べて、船舶推進機の軽量化を図りつつ、陥没渦に起因する船体の操船性の低下を抑制することができる。

（３）上記船舶推進機において、前記プレートは、上下方向視で前記回転軸に対して左右対称の形状である構成としてもよい。本船舶推進機によれば、例えばプレートが左右非対称の形状である構成に比べて、例えばダクト近傍の流れが左右でばらつくことに起因して船舶推進機が左右不均等な力を受けることを抑制することができる。

（４）上記船舶推進機において、前記プレートは、前記ダクトの周方向に沿った湾曲形状である構成としてもよい。本船舶推進機によれば、例えばプレートが平面形状である構成に比べて、ダクトの翼形状の繋がりを乱さず、またダクトへの装着性が優れるとともに、陥没渦に起因する船体の操船性の低下を抑制することができる。

（５）上記船舶推進機において、前記複数の孔は、前記ダクトの軸方向に沿って延びる複数のスリットを含む構成としてもよい。本船舶推進機によれば、例えば孔がダクトの軸方向に交差する方向に延びるスリットである構成に比べて、孔の存在が船体の操船性に対する抵抗要素になることを抑制することができる。

（６）上記船舶推進機において、前記複数の孔は、上下方向視で前記回転軸に対して左右対称に配置されている構成としてもよい。本船舶推進機によれば、複数の孔の配置のバラツキに起因して例えば船舶推進機が左右不均等な力を受けることを抑制することができる。

（７）上記船舶推進機において、互いに隣り合う２つの前記孔同士の離間間隔は、前記２つの孔の並び方向における前記各孔の開口幅よりも広い構成としてもよい。本船舶推進機によれば、互いに隣り合う２つの孔によって分散された渦が、各孔の通過後に再び合流して大きな渦となり、その結果、船体の操船性が低下することを抑制することができる。

（８）上記船舶推進機において、前記プレートは、前記ダクトとは別体であり、前記プレートは、前記ダクトの外周面に対して、第１の固定位置と、前記第１の固定位置に対して前記ダクトの前記軸方向と周方向との両方にずれている第２の固定位置とで固定されている構成としてもよい。本船舶推進機によれば、例えば全ての固定位置が同一円上に配置された構成に比べて、陥没渦により下方に向かう力に対するプレートの強度を向上させることができる。

（９）船舶であって、船体と、上記（１）から（８）までのいずれか一つの船舶推進機と、を備える構成としてもよい。本船舶によれば、ダクト近傍に発生する陥没渦に起因して船体の操船性が低下することを抑制することができる。

（１０）本明細書に開示されるプレートは、プロペラが、ダクト内に配置され、かつ、前記ダクトの軸方向に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられた船舶推進機の前記ダクトの上側部分から前記軸方向に延びるように設けられる。前記プレートには、複数の孔が形成されている。本プレートによれば、ダクト近傍に発生する陥没渦に起因して船体の操船性が低下することを抑制することができる。

（１１）上記プレートにおいて、前記プレートは、上下方向視で左右対称の形状である構成としてもよい。本プレートによれば、例えばプレートが左右非対称の形状である構成に比べて、例えばダクト近傍の流れが左右でばらつくことに起因して船舶推進機が左右不均等な力を受けることを抑制することができる。

（１２）上記プレートにおいて、前記プレートは、湾曲形状である構成としてもよい。本プレートによれば、例えばプレートが平面形状である構成に比べて、ダクトの翼形状の繋がりを乱さず、またダクトへの装着性が優れるとともに、陥没渦に起因する船体の操船性の低下を抑制することができる。

（１３）上記プレートにおいて、前記複数の孔は、所定方向に沿って延びる複数のスリットを含む構成としてもよい。本プレートによれば、例えば互いに異なる方向に延びる複数のスリットが形成された構成に比べて、孔の存在が船体の操船性に対する抵抗要素になることを抑制することができる。

（１４）上記プレートにおいて、前記複数の孔は、上下方向視で左右対称に配置されている構成としてもよい。本プレートによれば、複数の孔の配置のバラツキに起因して例えば船舶推進機が左右不均等な力を受けることを抑制することができる。

（１５）上記プレートにおいて、互いに隣り合う２つの前記孔同士の離間間隔は、前記２つの孔の並び方向における前記各孔の開口幅よりも広い構成としてもよい。本プレートによれば、互いに隣り合う２つの孔によって分散された渦が、各孔の通過後に再び合流して大きな渦となり、その結果、船体の操船性が低下することを抑制することができる。

本明細書によって開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、船舶、船舶に備えられる船舶推進機、船舶推進機に備えられるプレート、ダクトに向かう陥没渦の抑制方法等の形態で実現することが可能である。

本明細書に開示された船舶推進機によれば、ダクト近傍に発生する陥没渦に起因して船体の操船性が低下することを抑制することができる。

実施形態における船舶１０の構成を簡略的に示す上面図 船舶１０の先端部分の構成を簡略的に示す側面図 電動推進機１１０の構成を簡略的に示す側面図 駆動ユニット１３０の構成を示す模式図 第１のプレート３００の構成を示す上面図 ダクト１２２に取り付けられた状態の第１のプレート３００を示す上面図 第２のプレート３５０の構成を示す前面図 第１のプレート３００が無い状態でのダクト１２２付近の水流を模式的に示す説明図 第１のプレート３００が有る状態でのダクト１２２付近の水流を模式的に示す説明図

Ａ．実施形態：
Ａ－１．船舶１０の構成：
図１は、本実施形態における船舶１０の構成を簡略的に示す上面図であり、図２は、船舶１０の先端部分の構成を簡略的に示す側面図である。図１、図２および後述する他の図面には、船舶１０の位置を基準とした各方向を表す矢印を示している。より具体的には、各図には、前方（ＦＲＯＮＴ）、後方（ＲＥＡＲ）、左方（ＬＥＦＴ）、右方（ＲＩＧＨＴ）、上方（ＵＰＰＥＲ）および下方（ＬＯＷＥＲ）のそれぞれを表す矢印を示している。前後方向、左右方向および上下方向（鉛直方向）は、それぞれ互いに直交する方向である。

図１および図２に示すように、船舶１０は、船体２００と、船体２００に搭載される船舶推進システム（以下、「推進システム」という）１００と、第１のプレート３００（図後述の図３等参照）と、第２のプレート３５０（後述の図７参照）とを備える。

船体２００は、船舶１０において乗員が搭乗する部分である。船体２００は、例えば居住空間を有する船体本体部と、居住空間に設置された操縦席（図示しない）と、操縦席付近に設置された操縦装置（図示しない）とを有している。

推進システム１００は、複数の電動推進機１１０と、電動推進機１１０とは別に設けられたバウスラスタ１５０と、これらを制御する操船制御装置（図示しない）とを備える。電動推進機１１０は、特許請求の範囲における船舶推進機の一例である。なお、図１では、各電動推進機１１０のうち、後述のダクト１２２とステータフィン１３３と軸受け１３５とが示されており、また、バウスラスタ１５０のうち、後述のプロペラ１５４が示されている。

（電動推進機１１０の構成）
電動推進機１１０は、船舶１０を推進させる推力を発生する装置である。各電動推進機１１０は、船体２００の船尾２０２に設けられ、船体２００の瞬間的な旋回中心Ｐよりも後方で推進力を船体２００に作用させるように設計されている。本実施形態では、複数の電動推進機１１０は、左側電動推進機１１０（図１の紙面左側の電動推進機１１０）と右側電動推進機１１０（図１の紙面右側の電動推進機１１０）とを含む。左側電動推進機１１０と右側電動推進機１１０とは、船体２００の中心線Ｃに対して、左右対称な位置に配置されている。

図３は、電動推進機１１０の構成を簡略的に示す側面図である。図３に示すように、各電動推進機１１０は、推進機本体１１２とブラケット１１４とを備えている。推進機本体１１２は、ブラケット１１４を介して、船体２００の船尾２０２に取り付けられる。

推進機本体１１２は、カバー１１６と、ベース１１８と、ハウジング１２０と、ダクト１２２と、駆動ユニット１３０とを含む。

ベース１１８は、ブラケット１１４に接続されている。カバー１１６は、ブラケット１１４の上方を覆っている。ハウジング１２０は、ベース１１８の下方に配置されている。ハウジング１２０は、ベース１１８から下方に延びている。ダクト１２２は、ハウジング１２０の下方に配置されている。ダクト１２２は、管状に形成されている。ダクト１２２は、水面Ｗよりも低い位置に配置される（図３参照）。駆動ユニット１３０は、ダクト１２２内に配置されている。

図４は、駆動ユニット１３０の構成を示す模式図である。駆動ユニット１３０は、船舶１０を推進させるスラストを発生させる。図４に示すように、駆動ユニット１３０は、プロペラ１３２と電動モータ１３４とを含む。電動モータ１３４は、特許請求の範囲における回転機構の一例である。

プロペラ１３２は、複数枚の羽を有する回転体であり、回転することによって推力を発生する。プロペラ１３２は、ダクト１２２の内周側に位置し、水平方向のプロペラ回転軸Ｌを中心に回転可能に設けられている（図４参照）。プロペラ回転軸Ｌは、ダクト１２２の中心軸に平行である。ダクト１２２は、プロペラ１３２の全周を覆っており、ダクト１２２のダクト効果により、ダクト１２２内に流れ込む水の流速が速くなる。ダクト１２２は、特許請求の範囲におけるダクトの一例である。

電動モータ１３４は、プロペラ１３２を回転させる。電動モータ１３４は、ロータ１３６とステータ１３８とを含む。ロータ１３６とステータ１３８とは、それぞれ管状の形状を有している。ロータ１３６は、ステータ１３８の径方向内側に配置されている。また、ロータ１３６とステータ１３８とは、同一軸上に配置されている。ロータ１３６は、ダクト１２２に対して回転可能に支持されている。ロータ１３６は、ステータ１３８に対してプロペラ回転軸Ｌを中心に回転する。プロペラ１３２は、ロータ１３６の径方向内側に配置されている。プロペラ１３２は、ロータ１３６に固定されており、ロータ１３６と共に回転する。ロータ１３６は、複数の永久磁石１４０を含む。複数の永久磁石１４０は、ロータ１３６の周方向に沿って配置されている。なお、図４においては、複数の永久磁石１４０の１つのみに符号１４０が付されており、他の永久磁石１４０の符号は省略されている。

ステータ１３８は、ダクト１２２に固定されている。ステータ１３８は、複数のコイル１４２を含む。複数のコイル１４２は、ステータ１３８の周方向に沿って配置されている。複数のコイル１４２に通電されることで、ロータ１３６を回転させる電磁力が発生する。なお、図４においては、複数のコイル１４２の１つのみに符号１４２が付されており、他のコイル１４２の符号は省略されている。以上の構成により、プロペラ１３２は、電動モータ１３４が正転することによって前方への推進力を発生し、逆転することによって後方への推進力を発生する。

各電動推進機１１０では、ハウジング１２０は、ベース１１８に対して垂直回動軸としての操舵軸（各図の上下方向に沿った軸）まわりに回動自在に取り付けられている。ハウジング１２０の回動に伴って、駆動ユニット１３０も操舵軸まわりに回動する。また、ダクト１２２の径方向内側には、ステータフィン１３３と軸受け１３５とが設けられている。軸受け１３５は、プロペラ１３２を、プロペラ回転軸Ｌを中心に回転可能に支持する。ステータフィン１３３は、複数枚（例えば３枚）のフィンを有している。複数のフィンは、軸受け１３５を中心に放射状に配置されて、かつ、プロペラ回転軸Ｌ回りに等間隔で並んでおり、ダクト１２２に固定されている。なお、複数のフィンは、プロペラ１３２の後方において、ダクト１２２から後方に突出するように設けられている（図１および図３参照）。

（バウスラスタ１５０の構成）
図２に示すように、バウスラスタ１５０は、船体２００のうち、船首２０４の付近において水面Ｗよりも低い位置に配置される。バウスラスタ１５０は、船体２００に対して左右方向の推進力を与える推進機である。バウスラスタ１５０は、ダクト１５２と、プロペラ１５４と、電動モータ（図示しない）とを有する。

ダクト１５２は、左右方向に貫通する管状体であり、ブラケット１５６を介して船体２００に取り付けられている。プロペラ１５４は、複数枚の羽を有する回転体であり、回転することによって推力を発生する。プロペラ１５４は、ダクト１５２の径方向内側に位置し、左右方向のプロペラ回転軸Ｍを中心に回転可能に設けられている。電動モータは、上記電動モータ１３４と同じ構成であり、ダクト１５２内に配置されている。プロペラ１５４は、電動モータが発生する動力によって回転する。具体的には、プロペラ１５４は、電動モータが正転することによって右方への推進力を発生し、逆転することによって左方への推進力を発生する。

（第１のプレート３００の構成）
図５は、第１のプレート３００の構成を示す上面図であり、図６は、ダクト１２２に取り付けられた状態の第１のプレート３００を示す上面図である。第１のプレート３００は、電動推進機１１０のダクト１２２に取り付けられ（図３等参照）、ダクト１２２付近に発生する複数の水流によって発生する陥没渦の渦度を減衰させる役割を果たす。なお、本実施形態では、第１のプレート３００は、ダクト１２２とは別体である。

図３および図６に示すように、第１のプレート３００は、ダクト１２２の上側部分に設けられ、ダクト１２２からプロペラ回転軸Ｌに沿った方向に延びている。第１のプレート３００には、複数の孔３２２が形成されている。

具体的には、図５に示すように、第１のプレート３００は、全体として、略矩形状の平板である。第１のプレート３００は、例えばアルミニウム合金等の金属により形成されている。第１のプレート３００の厚みは、全体的に均一である。第１のプレート３００は、ダクト１２２の周方向に沿った湾曲形状である（図３、図５および図６参照）。第１のプレート３００は、プロペラ回転軸Ｌを中心に湾曲している。ダクト１２２が水面Ｗよりも低い位置に配置され、かつ、プロペラ回転軸Ｌが水平方向に沿った状態において（図３参照）、第１のプレート３００は、ダクト１２２の上側部分からプロペラ回転軸Ｌに沿って突出するように設けられている。

第１のプレート３００の最下端は、プロペラ回転軸Ｌよりも上側に位置している（図３参照）。具体的には、第１のプレート３００（後述の突出部分３２０）の周方向の全長は、ダクト１２２の全周に対して１２０度相当の長さ（１／３）である。なお、第１のプレート３００の全長は、ダクト１２２の全周に対して、９０度相当の長さ（１／４）以上、１８０度相当の長さ（１／２）以下であることが好ましい。第１のプレート３００は、上下方向視でプロペラ回転軸Ｌに対して左右対称の形状である（図５および図６参照）。具体的には、第１のプレート３００は、固定部分３１０と突出部分３２０とを有している。なお、突出部分３２０の突出端の位置は、ハウジング１２０の後端より後方に位置していることが好ましい（図３参照）。また、プロペラ１３２の直径を「Ｎ」（例えば２８０ｍｍ）とすると、ダクト１２２の後端からの第１のプレート３００が突出する長さ（突出部分３２０の長さ）は、０．２５Ｎ以上でもよいし、０．４Ｎ以上でもよい。また、突出部分３２０の長さは、０．７５Ｄ以下でもよいし、０．６Ｎ以下でもよい。

固定部分３１０は、第１のプレート３００のうち、ダクト１２２に固定される部分である。固定部分３１０は、第１のプレート３００における前端を含む前側部分であり、ダクト１２２の外周面に固定される。具体的には、固定部分３１０は、ダクト１２２の外周面に対応した湾曲形状である。そのため、固定部分３１０の内周側の表面は、固定部分３１０の周方向の全長にわたって、ダクト１２２の外周面に面接触している。

固定部分３１０は、ダクト１２２の外周面に対して、第１の固定位置３１２と、第２の固定位置３１４とで固定されている（図５および図６参照）。第１の固定位置３１２と第２の固定位置３１４とは、ダクト１２２のプロペラ回転軸Ｌに沿った方向と、ダクト１２２の周方向との両方にずれている。具体的には、第１の固定位置３１２は、上下方向視で、Ｌに対して左右対称の位置にそれぞれ配置されている。また、第２の固定位置３１４は、上下方向視で、Ｌに対して左右対称の位置にそれぞれ配置されている。各第１の固定位置３１２は、上下方向視で、プロペラ回転軸Ｌに対して第２の固定位置３１４よりも近い位置に配置されている。各第１の固定位置３１２は、プロペラ回転軸Ｌを中心とする第１の仮想円Ｒ１上に配置されている。各第２の固定位置３１４は、プロペラ回転軸Ｌを中心とする第２の仮想円Ｒ２上に配置されている。第２の仮想円Ｒ２は、第１のプレート３００（固定部分３１０）の前端に対して、第１の仮想円Ｒ１よりも近い位置に位置する。各固定位置では、図示しない締結部材（ボルト等）によって、第１のプレート３００がダクト１２２に固定される。

突出部分３２０は、第１のプレート３００のうち、ダクト１２２からプロペラ回転軸Ｌに沿った方向（ダクト１２２の後方側）に突出する部分である。突出部分３２０には、複数の孔３２２が形成されている。全ての孔３２２は、プロペラ回転軸Ｌに沿って延びるスリットである。スリットの開口幅Ｄ１（図５参照）は、スリットの全長にわたって略同一である。なお、スリットは、図５等に示すように、全周にわたって閉塞した閉塞孔でもよいが、一部（例えば第１のプレート３００の後端側）が開放した開放孔でもよい。本実施形態では、全ての孔３２２は、互いに同一形状かつ同一サイズであり、ダクト１２２の周方向において等間隔（図３の離間間隔Ｄ２参照）に配置されている。離間間隔Ｄ２は、スリットの全長にわたって略同一である。

全ての孔３２２は、上下方向視でプロペラ回転軸Ｌに対して左右対称に配置されている（図５及び図６参照）。本実施形態では、プロペラ回転軸Ｌに対して右側と左側とのそれぞれに孔３２２が複数個（同数）ずつ形成されている。互いに隣り合う２つの孔３２２（スリット）同士の離間間隔Ｄ２は、２つの孔３２２の並び方向（ダクト１２２の周方向）における各孔の開口幅Ｄ１よりも広い（図５参照）。

本実施形態では、全ての孔３２２は、次の（１）～（５）の全ての条件を満たしている。
（１）プロペラ回転軸Ｌに沿った方向において、全ての孔３２２の長さは互いに略同一である。孔３２２の長さは、第１のプレート３００の突出部分３２０の突出長さの１／２以上でもよい、２／３以上でもよく、４／５以上でもよい。
（２）全ての孔３２２の前端の位置は、いずれも、上下方向視でプロペラ回転軸Ｌに直交する同一の仮想線上に位置する。
（３）全ての孔３２２の後端の位置は、いずれも、上下方向視でプロペラ回転軸Ｌに直交する同一の仮想線上に位置する。
（４）各孔３２２の開口幅Ｄ１は、全長にわたって略同一である。
（５）孔３２２の孔形状の角部は、円弧状である。

（第２のプレート３５０の構成）
図７は、第２のプレート３５０の構成を示す前面図である。第２のプレート３５０は、バウスラスタ１５０のダクト１５２に取り付けられ、ダクト１５２付近に発生する複数の水流によって発生する陥没渦の渦度を減衰させる役割を果たす。なお、本実施形態では、第２のプレート３５０は、ダクト１５２とは別体である。

図７に示すように、第２のプレート３５０は、ダクト１５２の上側部分に設けられ、ダクト１５２からプロペラ回転軸Ｍに沿った方向に延びている。第２のプレート３５０には、複数の孔３５２が形成されている。

具体的には、第２のプレート３５０は、全体として、略矩形状の平板である。第２のプレート３５０は、例えばアルミニウム合金等の金属により形成されている。第２のプレート３５０の厚みは、全体的に均一である。第２のプレート３５０は、ダクト１５２の周方向に沿った湾曲形状である。第２のプレート３５０は、プロペラ回転軸Ｍを中心に湾曲している。ダクト１５２が水面Ｗよりも低い位置に配置され、かつ、プロペラ回転軸Ｍが水平方向に沿った状態において（図７参照）、第２のプレート３５０は、ダクト１５２の上側部分からプロペラ回転軸Ｍに沿って突出するように設けられている。

具体的には、第２のプレート３５０は、固定部分３６０と一対の突出部分３７０とを有している。固定部分３６０は、第２のプレート３５０のうち、ダクト１５２に固定される部分である。一対の突出部分３７０は、第２のプレート３５０のうち、ダクト１５２からプロペラ回転軸Ｍに沿った方向（ダクト１５２の左右両側）にそれぞれ突出する部分である。各突出部分３７０には、複数の孔３５２が形成されている。全ての孔３５２は、プロペラ回転軸Ｍに沿って延びるスリットである。全ての孔３５２は、ダクト１５２の周方向において等間隔に配置されている。

Ａ－２．横移動における陥没渦：
船舶１０は、前後方向の移動に限らず、横移動も可能である。横移動とは、船体２００を、船体２００の旋回を伴わずに長手方向の向きを維持しつつ左右方向成分を含む方向（例えば右方向や右斜め後ろ方向など）に移動させる並進移動である。本実施形態では、電動推進機１１０に加えてバウスラスタ１５０の推進力を利用して船舶１０を横移動させる。なお、船舶１０は、バウスラスタ１５０の推進力を利用せずに横移動する構成でもよい。

図１では、右方向に横移動する船舶１０が例示されている。図１に示すように、左側電動推進機１１０による左推進力ＦＬと右側電動推進機１１０による右推進力ＦＲとによって右方向への推進力Ｆ１が発生する。このとき、左推進力ＦＬの左作用線ＤＬと右推進力ＦＲの右作用線ＤＲとが、電動推進機１１０の前方側で互いに交差するように各電動推進機１１０の向きが調整される。すなわち、各作用線ＤＬ，ＤＲが、船体２００の中心線Ｃに対して傾斜する。また、左側電動推進機１１０と右側電動推進機１１０とでプロペラ１３２を互いに逆方向に回転させる。これにより、左推進力ＦＬと右推進力ＦＲとの合力が、右方向の推進力Ｆ１として、左作用線ＤＬと右作用線ＤＲとの交差位置Ｘに発生する。さらに、本実施形態では、バウスラスタ１５０によって右方向の推進力Ｆ２が発生する。このため、右方向の推進力Ｆ１と右方向の推進力Ｆ２との合力である推進力Ｆ３が船体２００に発生し、船体２００が横移動する。

なお、推進力Ｆ１による旋回中心Ｐまわりのヨーイングモーメント（以下、「モーメント」という。）と、推進力Ｆ２による旋回中心Ｐまわりのモーメントとが打ち消し合うように、推進力Ｆ１および推進力Ｆ２の大きさが設定される。操縦装置での操作量に応じて電動推進機１１０およびバウスラスタ１５０の出力が制御される。具体的には、操船制御装置は、推進力Ｆ３の目標値である船体目標値を、操縦装置での操作量に応じて設定する。

図８は、第１のプレート３００が無い状態でのダクト１２２付近の水流を模式的に示す説明図であり、図９は、第１のプレート３００が有る状態でのダクト１２２付近の水流を模式的に示す説明図である。

まず、図８に示すように、第１のプレート３００がダクト１２２に取り付けられていない状態では、ダクト１２２内に向かう空気Ｓ３を巻き込んだ大きな渦（以下、「陥没渦Ｓ１」という）が発生し得る。具体的には、水中でプロペラ１３２を回転させると、ダクト１２２に沿って回り込んでくる幾つかの水流Ｓ２が合流し、水面Ｗ付近の空気Ｓ３を巻き込む大きな渦（陥没渦Ｓ１）に成長する。その結果、プロペラ１３２の近傍に空気の空洞が形成され、プロペラ１３２の推力が変動することにより電動推進機１１０の推進力（矢印ＦＲａ参照）が変動すると考えられる。

なお、横移動では、特に陥没渦Ｓ１に起因する電動推進機１１０の推進力（矢印ＦＲａ参照）の変動が顕著になる。陥没渦Ｓ１は、特に右側電動推進機１１０におけるダクト１２２の上流側（プロペラ１３２の回転によりダクト１２２内を流れる水流の上流側 図１における右側のダクト１２２の後側）に発生しやすい。一方、左側電動推進機１１０におけるダクト１２２の上流側（図１における左側のダクト１２２の前側）では、陥没渦Ｓ１は比較的に発生しにくい。左側のダクト１２２の前側には、船体２００が存在するため、ダクト１２２に沿って回り込んでくる幾つかの水流Ｓ２は、船体２００との干渉により分散されるからである。右側のダクト１２２の後側での陥没渦Ｓ１の発生に起因して、右側電動推進機１１０による右推進力ＦＲａが低下すると、左推進力ＦＬと右推進力ＦＲａとの合力が、右斜め前方向の推進力Ｆａとなる（図１参照）。その結果、電動推進機１１０による右斜め前方向の推進力Ｆａと、バウスラスタ１５０によって右方向の推進力Ｆ２との合力が、右斜め前方向の推進力Ｆｂとなり、船舶１０を精度良く横移動させることができなくなる。

これに対して、本実施形態の船舶１０では、右側電動推進機１１０のダクト１２２に第１のプレート３００が取り付けられているため、右側電動推進機１１０のダクト１２２の後方側に発生する陥没渦Ｓ１の渦度を減衰させることができる。すなわち、第１のプレート３００は、ダクト１２２の上側部分に設けられ、ダクト１２２からプロペラ回転軸Ｌに沿った方向に延びている。第１のプレート３００には、複数の孔３２２が形成されている。図９に示すように、ダクト１２２に沿って回り込んでくる幾つかの水流Ｓ２は、第１のプレート３００に形成された孔３２２を通過する際に渦度（強さ）が低減する。その結果、幾つかの水流Ｓ２によって発生する陥没渦Ｓ１の渦度を減衰させることができる。このため、左推進力ＦＬと右推進力ＦＲとの合力が、右方向の推進力Ｆ１となる（図１参照）。その結果、電動推進機１１０による右方向の推進力Ｆ１と、バウスラスタ１５０によって右方向の推進力Ｆ２との合力が、右方向の推進力Ｆ３となり、船舶１０を精度良く横移動させることができる。

なお、船舶１０が左方向に横移動する場合でも、左側電動推進機１１０にも第１のプレート３００が取り付けられているため、左側電動推進機１１０のダクト１２２の後方側に発生する陥没渦Ｓ１の渦度を減衰させることができる。また、船舶１０が横移動する場合に限らず、例えば船舶１０が前後方向に移動する場合でも、電動推進機１１０のダクト１２２付近に陥没渦が発生し得る。しかし、本実施形態によれば、第１のプレート３００がダクト１２２に取り付けられているため、陥没渦に起因する船体２００の操船性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、船舶１０のバウスラスタ１５０のダクト１５２には第２のプレート３５０が取り付けられているため、ダクト１５２の右側や左側に発生する陥没渦Ｓ１の渦度を減衰させることができる。その結果、ダクト１５２付近での陥没渦Ｓ１の発生に起因してバウスラスタ１５０による推進力Ｆ２が低下し、船体２００の横移動時の操船性が低下することを抑制することができる。

本実施形態では、第１のプレート３００の最下端は、プロペラ回転軸Ｌよりも上側に位置している（図３参照）。そのため、例えば第１のプレート３００がダクト１２２の全周から延びる構成に比べて、電動推進機１１０の軽量化を図りつつ、陥没渦に起因する船体２００の操船性の低下を抑制することができる。

本実施形態では、第１のプレート３００は、上下方向視でプロペラ回転軸Ｌに対して左右対称の形状である（図５および図６参照）。そのため、例えば第１のプレート３００が左右非対称の形状である構成に比べて、例えばダクト１２２近傍の流れが左右でばらつくことに起因して電動推進機１１０が左右不均等な力を受けることを抑制することができる。

本実施形態では、第１のプレート３００は、ダクト１２２の周方向に沿った湾曲形状である（図３、図５および図６参照）。そのため、例えば第１のプレート３００が平面形状である構成に比べて、ダクト１２２の翼形状の繋がりを乱さず、またダクト１２２への装着性が優れ、また、第１のプレート３００の強度を向上させつつ、陥没渦に起因する船体２００の操船性の低下を抑制することができる。また、例えば第１のプレート３００が平面形状である構成に比べて、第１のプレート３００がダクト１２２に沿った水の流れの妨げになりにくくなる。そのため、第１のプレート３００の存在に起因して船体２００の操船性が低下することを抑制することができる。

本実施形態では、第１のプレート３００に形成された複数の孔３２２は、プロペラ回転軸Ｌに沿って延びるスリットである。そのため、例えば孔３２２がプロペラ回転軸Ｌに交差する方向に延びるスリットである構成に比べて、孔３２２がダクト１２２に沿った水の流れの妨げになりにくくなる。そのため、孔３２２の存在に起因して船体２００の操船性が低下することを抑制することができる。また、スリットの代わりに、スリットの全長に相当する領域に複数の小孔が並べて形成されたプレートに比べて、孔を開けるための工数が少ない分だけ、プレートの製造工程の工数を軽減することができる。

本実施形態では、複数の孔３２２は、上下方向視でプロペラ回転軸Ｌに対して左右対称に配置されている（図５及び図６参照）。そのため、複数の孔３２２の配置のバラツキに起因して例えば電動推進機１１０が左右不均等な力を受けることを抑制することができる。

本実施形態では、互いに隣り合う２つの孔３２２（スリット）同士の離間間隔Ｄ２は、２つの孔３２２の並び方向（ダクト１２２の周方向）における各孔の開口幅Ｄ１よりも広い（図５参照）。そのため、互いに隣り合う１／２つの孔３２２によって分散された渦が、各孔３２２の通過後に再び合流して大きな渦となり、その結果、船体２００の操船性が低下することを抑制することができる。

本実施形態では、固定部分３１０は、ダクト１２２の外周面に対して、第１の固定位置３１２と、第２の固定位置３１４とで固定されている（図５および図６参照）。第１の固定位置３１２と第２の固定位置３１４とは、ダクト１２２のプロペラ回転軸Ｌに沿った方向と、ダクト１２２の周方向との両方にずれている。そのため、例えば全ての固定位置が同一円上に配置された構成に比べて、陥没渦により下方に向かう力に対する第１のプレート３００の強度を向上させることができる。

Ｂ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態における船舶１０、船舶推進システム１００およびプレート３００，３５０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、船舶推進システム１００は、複数の電動推進機１１０とバウスラスタ１５０とを備える構成であったが、１つまたは３つ以上の電動推進機１１０を備える構成でもよいし、バウスラスタ１５０を備えない構成でもよい。

上記実施形態では、船舶推進機として、電動推進機１１０を例示したが、例えば船外機、船内機、船内外機やジェット推進機でもよい。これらの船外機等の駆動源は、電動モータでもよいし、エンジンでもよい。また、電動推進機１１０は、ステータフィン１３３を備えない構成でもよい。また、上記実施形態では、船舶推進機として、船体２００の船首２０４の付近に配置されるバウスラスタ１５０を例示したが、船首２０４以外の位置（例えば船尾２０２の付近）に配置されるサイドスラスタでもよい。

上記実施形態では、回転機構として、電動モータ１３４がダクト１２２に内蔵されたリムドライブ式の構成を例示したが、これに限らず、ダクト１２２の外部に設けられた駆動源と、その駆動源の動力をプロペラ１３２に伝達する伝達機構とを備える構成でもよい。

上記実施形態では、第１のプレート３００は、ダクト１２２とは別体であったが、第１のプレート３００は、ダクト１２２に一体的に形成された構成でもよい。同様に、第２のプレート３５０は、ダクト１５２に一体的に形成された構成でもよい。

第１のプレート３００（突出部分３２０）は、ダクト１２２の上側部分に対応する位置に配置された構成であったが、ダクト１２２の全周にわたって配置された構成でもよい。要するに、第１のプレート３００（突出部分３２０）は、少なくともダクト１２２の上側部分に対応する位置に配置されていればよい。なお、ダクト１２２の上側部分は、例えば、ダクト１２２のプロペラ回転軸Ｌから真上に延びる基準線（図示しない）に対して左回りに４５度以上、６０度以上、９０度以下であり、基準線に対して右回りに４５度以上、６０度以上、９０度以下であることが好ましい。

第１のプレート３００に形成された孔３２２や第２のプレート３５０に形成された孔３５２は、プロペラ回転軸Ｌに沿って延びるスリットに限らず、例えばプロペラ回転軸Ｌに交差（例えば直交）するスリットでもよいし、例えばプレートの突出端に向かうほど開口幅が広い三角スリットでもよいし、丸孔や矩形状の孔などでもよい。また、各プレート３００，３５０に形成される複数の孔３２２，３５２は、互いに同一形状かつ同一サイズでもよいが、互いに形状とサイズとの少なくとも一方が互いに異なる複数の孔を含んでもよいし、不均一に配置された構成でもよい。また、各孔３２２，３５２における最小開口幅（上記開口幅Ｄ１）は、最も近くに位置する他の孔との離間距離（上記離間間隔Ｄ２）よりも狭いことが好ましいが、離間距離と同じでもよいし、離間距離よりも広くてもよい。また、各孔３２２，３５２における最小開口幅（上記開口幅Ｄ１）は、各プレート３００，３５０の厚さよりも広いことが好ましいが、各プレート３００，３５０の厚さ以下でもよい。また、上記実施形態において、第１のプレート３００に形成された複数の孔３２２の少なくとも一部は、上記（１）～（５）の少なくとも一部の条件を満たさなくてもよい。

第１のプレート３００は、湾曲形状に限らず、全体として平面形状でもよい。第１のプレート３００は、上下方向視でプロペラ回転軸Ｌに対して左右非対称の形状でもよい。

第１のプレート３００の固定部分３１０は、締結部材に限らず、他の固定方法（例えば溶接など）によりダクト１２２に固定されてもよい。また、固定部分３１０は、ダクト１２２の内周面側に固定されてもよい。第１のプレート３００の突出部分３２０は、ダクト１２２の後方側だけでなく、ダクト１２２の前方側に突出するように設けられてもよい。

第２のプレート３５０（突出部分３７０）は、ダクト１５２の上側部分に対応する位置に配置された構成であったが、ダクト１５２の全周にわたって配置された構成でもよい。要するに、第２のプレート３５０（突出部分３７０）は、少なくともダクト１５２の上側部分に対応する位置に配置されていればよい。なお、ダクト１５２の上側部分は、例えば、ダクト１５２のプロペラ回転軸Ｍから真上に延びる基準線（図示しない）に対して左回りに６０度以上、９０度以下であり、基準線に対して右回りに６０度以上、９０度以下であることが好ましい。

第２のプレート３５０は、湾曲形状に限らず、全体として平面形状でもよい。第２のプレート３５０は、上下方向視でプロペラ回転軸Ｍに対して前後非対称の形状でもよい。

１０：船舶 １１０：電動推進機 １２２，１５２：ダクト １３２：プロペラ １３４：電動モータ １５０：バウスラスタ １５４：プロペラ ２００：船体 ３００：第１のプレート ３１２：第１の固定位置 ３１４：第２の固定位置 ３２２，３５２：孔 ３５０：第２のプレート Ｌ，Ｍ：プロペラ回転軸

Claims (15)

1. 船舶推進機であって、
   ダクトと、
   前記ダクト内に配置され、前記ダクトの軸方向に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたプロペラと、
   前記プロペラを回転させる回転機構と、
   を備え、
   前記ダクトの上側部分には、前記ダクトから前記軸方向に延びるとともに複数の孔が形成されたプレートが設けられている、船舶推進機。
2. 請求項１に記載の船舶推進機であって、
   前記プレートの最下端は、前記回転軸よりも上側に位置している、船舶推進機。
3. 請求項２に記載の船舶推進機であって、
   前記プレートは、上下方向視で前記回転軸に対して左右対称の形状である、船舶推進機。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の船舶推進機であって、
   前記プレートは、前記ダクトの周方向に沿った湾曲形状である、船舶推進機。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の船舶推進機であって、
   前記複数の孔は、前記ダクトの軸方向に沿って延びる複数のスリットを含む、船舶推進機。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の船舶推進機であって、
   前記複数の孔は、上下方向視で前記回転軸に対して左右対称に配置されている、船舶推進機。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の船舶推進機であって、
   互いに隣り合う２つの前記孔同士の離間間隔は、前記２つの孔の並び方向における前記各孔の開口幅よりも広い、船舶推進機。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の船舶推進機であって、
   前記プレートは、前記ダクトとは別体であり、
   前記プレートは、前記ダクトの外周面に対して、第１の固定位置と、前記第１の固定位置に対して前記ダクトの前記軸方向と周方向との両方にずれている第２の固定位置とで固定されている、船舶推進機。
9. 船舶であって、
   船体と、
   請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の船舶推進機と、
   を備える、船舶。
10. プロペラが、ダクト内に配置され、かつ、前記ダクトの軸方向に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられた船舶推進機の前記ダクトの上側部分から前記軸方向に延びるように設けられるプレートであって、
    前記プレートには、複数の孔が形成されている、プレート。
11. 請求項１０に記載のプレートであって、
    前記プレートは、上下方向視で左右対称の形状である、プレート。
12. 請求項１０または請求項１１に記載のプレートであって、
    前記プレートは、湾曲形状である、プレート。
13. 請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載のプレートであって、
    前記複数の孔は、所定方向に沿って延びる複数のスリットを含む、プレート。
14. 請求項１０から請求項１３までのいずれか一項に記載のプレートであって、
    前記複数の孔は、上下方向視で左右対称に配置されている、プレート。
15. 請求項１０から請求項１４までのいずれか一項に記載のプレートであって、
    互いに隣り合う２つの前記孔同士の離間間隔は、前記２つの孔の並び方向における前記各孔の開口幅よりも広い、プレート。

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