JP6860642B1

JP6860642B1 - 操舵装置

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Publication number: JP6860642B1
Application number: JP2019213266A
Authority: JP
Inventors: 栗林　定友; 定友栗林
Original assignee: Kay Seven Co Ltd
Current assignee: Kay Seven Co Ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2039-11-26
Also published as: JP2021084472A; WO2021106268A1; EP3854676A1; CN113179636B; US20240010319A1; US11945564B2; EP3854676B1; KR20210068549A; CN113179636A; EP3854676A4; AU2020392395A1; KR102436375B1

Abstract

【課題】左舵板と右舵板の抵抗を抑制して船を効率良く走行することができる操舵装置を提供する。【解決手段】左舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する左前舵板と、左前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する左後舵板で形成し、右舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する右前舵板と、右前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する右後舵板で形成し、左後舵板を、左前舵板の後部と、左後舵板に固定された上下方向に延在する左舵軸で回転自在に支持し、右後舵板を、右前舵板の後部と、右後舵板に固定された上下方向に延在する右舵軸で回転自在に支持し、背面視において、左舷側舵板と右舷側舵板の下端部を、プロペラの旋回外周部の下端部に位置させた。【選択図】図１

Description

本発明は、船の操舵装置に関するものである。

船の推進性能を高めるために、プロペラの両側に左舷側舵と右舷側舵を設ける技術が知られている。また、左舷側舵と右舷側舵を独立して回転させて、船の旋回性能と、停止性能を高めた技術が知られている。（特許文献１）

特開２０１４−７３８１５号公報

しかし、特許文献１の手段では、左舷側舵の左舵板と右舷側舵の右舵板が大型になった場合には、左舵板と右舵板が抵抗となり船を効率良く走行できない恐れがあり、また、左舵板を吊下げる左舵軸と右舵板を吊下げる右舵軸の軸径が過度に太くなる恐れがあった。

そこで、本発明の課題は、左舵板と右舵板の抵抗を抑制して船を効率良く走行することができる操舵装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
請求項１に係る発明は、船のプロペラの左舷側に配置された左舷側舵板と、該プロペラの右舷側に配置された右舷側舵板を備える操舵装置において、
前記左舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する左前舵板と、該左前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する左後舵板で形成し、前記右舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する右前舵板と、該右前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する右後舵板で形成し、前記左後舵板を、前記左前舵板の後部と、前記左後舵板に固定された上下方向に延在する左舵軸で回転自在に支持し、前記右後舵板を、前記右前舵板の後部と、前記右後舵板に固定された上下方向に延在する右舵軸で回転自在に支持し、背面視において、前記左舷側舵板と右舷側舵板の下端部を、前記プロペラの旋回外周部の下端部に位置させ、前記左後舵板を、前記左前舵板の後側に設けられた左垂直部と、該左垂直部の下部から右下がりに延在する左傾斜部で形成し、前記右後舵板を、前記右前舵板の後側に設けられた右垂直部と、該右垂直部の下部から左下がりに延在する右傾斜部で形成し、側面視において、前記左傾斜部を左前舵板の前部から左垂直部の後部まで延在させ、前記右傾斜部を右前舵板の前部から右垂直部の後部まで延在させ、背面視において、前記左傾斜部と右傾斜部の下端部を、前記プロペラの旋回外周部の下端部に位置させたことを特徴とする操舵装置である。

請求項２に係る発明は、平面視において、前記左舵軸と右舵軸を、前記プロペラの前後方向の中心線の後側に近接して設けた請求項１記載の操舵装置である。

請求項３に係る発明は、平面視において、前記左舷側舵板の前部を後部よりも左側に設け、前記右舷側舵板の前部を後部よりも右側に設けた請求項１又は２記載の操舵装置である。

請求項４に係る発明は、船橋の操舵ハンドルを直進状態から取舵一杯状態に操作した場合には、平面視において、前記左舵軸と右舵軸が時計方向に３０〜６０度回転し、船橋の操舵ハンドルを直進状態から面舵一杯状態に操作した場合には、平面視において、前記左舵軸と右舵軸が反時計方向に３０〜６０度回転する構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵装置である。

請求項１記載の発明によれば、左舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する左前舵板と、左前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する左後舵板で形成し、右舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する右前舵板と、右前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する右後舵板で形成し、左後舵板を、左前舵板の後部と、左後舵板に固定された上下方向に延在する左舵軸で回転自在に支持し、右後舵板を、右前舵板の後部と、右後舵板に固定された上下方向に延在する右舵軸で回転自在に支持し、背面視において、左舷側舵板と右舷側舵板の下端部を、プロペラの旋回外周部の下端部に位置させたので、船の航行時における左舷側舵板と右舷側舵板の抵抗を抑制して船を効率良く航行させることができる。また、船の旋回性能を高めて、船の縦距、旋回圏を短くすることができる。

左後舵板を、左前舵板の後側に設けられた左垂直部と、左垂直部の下部から右下がりに延在する左傾斜部で形成し、右後舵板を、右前舵板の後側に設けられた右垂直部と、右垂直部の下部から左下がりに延在する右傾斜部で形成し、側面視において、左傾斜部を左前舵板の前部から左垂直部の後部まで延在させ、右傾斜部を右前舵板の前部から右垂直部の後部まで延在させ、背面視において、左傾斜部と右傾斜部の下端部を、プロペラの旋回外周部の下端部に位置させたので、プロペラの前方からプロペラに流入する水流の流速を増速して、プロペラの効率を高めることができる。また、プロペラから流出する高速の回転流のエネルギを効率良く回収して回転流のエネルギロスを抑制することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、平面視において、左舵軸と右舵軸を、プロペラの前後方向の中心線の後側に近接して設けたので、左舵軸と右舵軸を介して回動させられる左後舵板と右後舵板がプロペラの干渉するのを防止することができる。また、プロペラに流入する高速の水流とプロペラから流出する高速の回転流を、左舷側舵板と右舷側舵板に沿って流すことができ、左舷側舵板と右舷側舵板に揚力を発生させることができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、平面視において、左舷側舵板の前部を後部よりも左側に設け、右舷側舵板の前部を後部よりも右側に設けたので、左舷側舵板と右舷側舵板に発生する揚力を船の推進力として効率的に使用することができる。また、左舵軸を介して回動させられる左後舵板の前部と右舵軸を介して回動させられる右後舵板の前部に発生するキャビテーションによる腐食を抑制することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、船橋の操舵ハンドルを直進状態から取舵一杯状態に操作した場合には、平面視において、左舵軸と右舵軸が時計方向に３０〜６０度回転し、船橋の操舵ハンドルを直進状態から面舵一杯状態に操作した場合には、平面視において、左舵軸と右舵軸が反時計方向に３０〜６０度回転する構成としたので、船の旋回性能を高めて、船の縦距、旋回圏をより短くすることができる。

第１実施形態の操舵装置を後方右側から視た斜視図である。同操舵装置の背面図である。同操舵装置の前後方向の縦断面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。直進時における同操舵装置の平面図である。左旋回時における同操舵装置の平面図である。第１実施形態の操舵装置を後方右側から視た斜視図である同操舵装置の背面図である。同操舵装置の前後方向の縦断面図である。

＜第１実施形態の操舵装置＞
図１〜３に示すように、第１実施形態の操舵装置は、プロペラ１の左側に配置される左舷側舵板２と、プロペラ１の右側に配置される右舷側舵板３を備えている。

左舷側舵板２は、前部に位置する左前舵板１０と、左前舵板１０の後側に設けられた左後舵板１１から形成されている。また、右舷側舵板３は、前部に位置する右前舵板２０と、右前舵板２０の後側に設けられた右後舵板２１から形成されている。

左前舵板１０は、上下方向に延在して形成され、上部は、船尾の下部に固定されている。また、左前舵板１０における後側下部には、後側上部よりも左後舵板１１に向かって突出する矩形状の左凸部１０Ａが形成され、左凸部１０Ａの下部には、上下方向に延在する左支軸１２が設けられている。

左後舵板１１は、上下方向に延在する左垂直部１３と、背面視において、左垂直部１３の下端部から右下がり傾斜に形成された左傾斜部１４から形成されている。また、側面視において、略矩形状に形成された左傾斜部１４の前部は、左前舵板１０の前部に位置し、後部は、左垂直部１３の後部に位置している。

左垂直部１３の上部には、上下方向に延在する左舵軸１５が設けられ、左垂直部１３における前側下部には、左凸部１０Ａが挿嵌される矩形状の左凹部１３Ａが形成されている。

左舵軸１５の上部は、操舵機室内まで延在し、左舵軸１５の上部には、左舵軸１５を回動させる操舵機（図示省略）が連結されている。また、左舵軸１５の下部は、左凸部１０Ａの上部に回転自在に回転自在に固定されている。なお、操舵機としては、ロータリーベーン式操舵機、ラプソンスライド操舵機の何れも使用することができる。

左垂直部１３は、左支軸１２と左舵軸１５を介して、左凸部１０Ａに回転自在に支持され、左舵軸１５の軸心視において、左支軸１２と左舵軸１５の軸心は一致して設けられている。これにより、左後舵板１１の荷重を、左前舵板１０と左舵軸１５で分散して支持するので、左舵軸１５の軸径が過度に太くなるのを防止することができる。

右前舵板２０は、上下方向に延在して形成され、上部は、船尾の下部に固定されている。また、右前舵板２０における後側下部には、後側上部よりも右後舵板２１に向かって突出する矩形状の右凸部２０Ａが形成され、右凸部２０Ａの下部には、上下方向に延在する右支軸２２が設けられている。

右後舵板２１は、上下方向に延在する右垂直部２３と、背面視において、右垂直部２３の下端部から左下がり傾斜に形成された右傾斜部２４から形成されている。また、側面視において、略矩形状に形成された右傾斜部２４の前部は、右前舵板２０の前部に位置し、後部は、右垂直部２３の後部に位置している。

右垂直部２３の上部には、上下方向に延在する右舵軸２５が設けられ、右垂直部２３における前側下部には、右凸部２０Ａが挿嵌される矩形状の右凹部２３Ａが形成されている。

右舵軸２５の上部は、操舵機室内まで延在し、右舵軸２５の上部には、右舵軸２５を回動させる操舵機（図示省略）が連結されている。また、右舵軸２５の下部は、右凸部２０Ａの上部に回転自在に回転自在に固定されている。なお、操舵機としては、ロータリーベーン式操舵機、ラプソンスライド操舵機の何れも使用することができる。

右垂直部２３は、右支軸２２と右舵軸２５を介して、右凸部２０Ａに回転自在に支持され、右舵軸２５の軸心視において、右支軸２２と右舵軸２５の軸心は一致して設けられている。これにより、右後舵板２１の荷重を、右前舵板２０と右舵軸２５で分散して支持するので、右舵軸２５の軸径が過度に太くなるのを防止することができる。

背面視において、左前舵板１０と左後舵板１１の左垂直部１３は、プロペラ１の旋回外周部の左端部よりも左側に所定の間隔を隔てて設けられ、右前舵板２０と右後舵板２１の右垂直部２３は、プロペラ１の旋回外周部の右端部よりも右側に所定の間隔を隔てて設けられている。これにより、左前舵板１０と左後舵板１１の左垂直部１３の右面と、右前舵板２０と右後舵板２１の右垂直部２３の左面のキャビテーションによる腐食を抑制することができる。

背面視において、左後舵板１１の左垂直部１３の下端部と、右後舵板２１の右垂直部２３の下端部を、プロペラ１の中心とプロペラ１の旋回外周部の下端部の上下方向の略中心に位置させ、左後舵板１１の左傾斜部１４の下端部と、右後舵板２１の右傾斜部２４の下端部を、プロペタ１の旋回外周部の下端部に位置させるのが好ましい。

内航船の場合には、図２に示すように、左後舵板１１の左傾斜部１４の下端部と、右後舵板２１の右傾斜部２４の下端部を、プロペタ１の旋回外周部の下端部よりも下側に位置させるのが好ましい。これにより、船の旋回性能を高めて、船の縦距、旋回圏を短くすることができる。一方、外航船の場合には、左後舵板１１の左傾斜部１４の下端部と、右後舵板２１の右傾斜部２４の下端部を、プロペタ１の旋回外周部の下端部よりも上側に位置させるのが好まし。これにより、左後舵板１１と右後舵板２１の抵抗を抑制して船を効率良く航行させることができる。

背面視において、左前舵板１０に、左前舵板１０の上部と船尾の下部を連結する左連結部材１６を設け、右前舵板２０に、右前舵板２０の上部と船尾の下部を連結する右連結部材２６を設けるのが好ましい。左連結部材１６は、右傾斜部２４と平行に形成して、プロペラ１の中心として右傾斜部２４と対称な位置に設け、右連結部材２６は、左傾斜部１４と平行に形成して、プロペラ１の中心として左傾斜部１４と対称な位置に設けられている。これにより、プロペラ１の前方からプロペラ１に流入する水流の流速を増速して、プロペラ１の効率を高めることができる。

図４に示すように、船の直進時において、左舷側舵板２の左右面、すなわち、左前舵板１０と、左前舵板１０に実質的に連続する左後舵板１１の左垂直部１３で形成される左右面は、流線型に形成し、右舷側舵板３の左右面、すなわち、右前舵板２０と、右前舵板２０に実質的に連続する右後舵板２１の右垂直部２３で形成される左右面は、流線型に形成するのが好ましい。これにより、船の直進時において、左舷側舵板２と右舷側舵板３の抵抗をより抑制して船を効率良く航行させることができる。

また、図５に示すように、左舷側舵板２の左面を略直線状に、右面をプロペラ１に向かって膨出状に形成して、右舷側舵板３の右面を略直線状に、左面をプロペラ１に向かって膨出状に形成することもできる。これにより、左舷側舵板２と右舷側舵板３の後部で発生する水流の剥離を防止して、左舷側舵板２と右舷側舵板３に揚力を発生させることができる。

図４に示すように、左舷側舵板２は、左舷側舵板２の前部を後部よりも左側に位置させて、前後方向の仮想線に対して反時計方向に所定の迎え角θが設けられ、右舷側舵板３は、右舷側舵板３の前部を後部よりも右側に位置させて、前後方向の仮想線に対して時計方向に所定の迎え角θが設けられている。これにより、プロペラ１から流出する回転流によって、左舷側舵板２には左側前方に向かって揚力が発生し、右舷側舵２には右側前方に向かって揚力が発生し、これらの揚力の前後方向成分によって、船を前方に航行させる推進力を発生させて、左舷側舵板２と右舷側舵板３によって回転流のエネルギを回収して運動エネルギに効率良く変換することができる。

また、図５に示すように、左舷側舵板２の左前舵板１０と左後舵板１１の左傾斜部１４における左前舵板１０の下側に位置する部位は、前後方向の仮想線に対して反時計方向に所定の迎え角θが設け、左後舵板１１の左垂直部１３と左傾斜部１４における左前舵板１０の下側に位置する部位は、前後方向の仮想線に沿って設け、右舷側舵板３の右前舵板２０と右後舵板２１の右傾斜部２４における右前舵板２０の下側に位置する部位は、前後方向の仮想線に対して時計方向に所定の迎え角θが設け、右後舵板２１の右垂直部２３と右傾斜部２４における右前舵板２０の下側に位置する部位は、前後方向の仮想線に沿って設けることもできる。これにより、平面視において、左舵軸１５を時計方向に回転させて左傾斜部１４の前部をプロペラ１に近づけた場合に、キャビテーションによって発生する左傾斜部１４の前部の腐食を防止し、右舵軸２５を反時計方向に回転させて右傾斜部２４の前部をプロペラ１に近づけた場合に、キャビテーションによって発生する右傾斜部２４の前部の腐食を防止することができる。なお、図５は、迎え角θを１５度に設定した形態を図示している。

図５に示すように、左舵軸１５は、左舷側舵板２の前端部から左舷側舵板２の前後方向の長さの３０〜３５％の位置に設けられている。また、右舵軸２５は、右舷側舵板３の前端部から右舷側舵板３の前後方向の長さの３０〜３５％の位置に設けられている。これにより、左舵軸１５と左舷側舵板２に加わる荷重の中心が近接するので、左舵軸１５の回動する操舵機を小型にすることができ、右舵軸２５と右舷側舵板３に加わる荷重の中心が近接するので、右舵軸２５の回動する操舵機を小型にすることができる。

前後方向において、左舵軸１５は、プロペラ１の前後方向の中心線Ｌの後側に隣接して設けられ、左舵軸１５の前部は、プロペラ１の前後方向の中心線Ｌを越えて前側に延出して設けられている。また、右舵軸２５は、プロペラ１の前後方向の中心線Ｌの後側に隣接して設けられ、右舵軸２５の前部は、プロペラ１の前後方向の中心線Ｌを越えて前側に延出して設けられている。これにより、左舵軸１５によって回動される左後舵板１１とプロペラ１の干渉を防止することができ、右舵軸２５によって回動される右後舵板２１とプロペラ１の干渉を防止することができる。また、プロペラ１に流入する高速の水流とプロペラ１から流出する高速の回転流を、左舷側舵板２と右舷側舵板３に沿って流すことができ、左舷側舵板２と右舷側舵板３に大きな揚力を発生させることができる。

図６に示すように、船橋の操舵ハンドル（図示省略）を直進から取舵に操作すると、左舵軸１５と右舵軸２５が時計方向に所定の角度、例えば４５度回転して、左後舵板１１が左舵軸１５を中心として時計方向に４５度回転し、右後舵板２１が右舵軸２５を中心として時計方向に４５度回転する。一方、操舵ハンドルを直進から面舵に操作すると、左舵軸１５と右舵軸２５が反時計方向に所定の角度、例えば４５度回転して、左後舵板１１が左舵軸１５を中心として反時計方向に４５度回転し、右後舵板２１が右舵軸２５を中心として反時計方向に４５度回転する。なお、取舵時における左舵軸１５と右舵軸２５の回転角度と、面舵時における左舵軸１５と右舵軸２５の回転角度は、コントローラを介して３０〜６０度の範囲で任意に設定することができる。なお、図６は、内航船に使用された操舵装置で、左舵軸１５と右舵軸２５の回転角度を４５度に設定した形態を図示している。

＜第２実施形態の操舵装置＞
次に、第２実施形態の操舵装置について説明する。なお、第１実施形態の操舵装置と同一部材・部品については、同一符号を付して説明を省略する。

図７〜９に示すように、左前舵板１０は、上下方向に延在して形成され、上部は、船尾の下部に固定されている。また、左前舵板１０における後側中間部には、後側上部と後側下部よりも左後舵板１１に向かって突出する矩形状の左凸部１０Ａが形成されている。

左後舵板１１は、上下方向に延在して形成され、左後舵板１１における前側中間部には、左凸部１０Ａが挿嵌される矩形状の左凹部１１Ａが形成されている。

左後舵板１１は、左支軸１２と左舵軸１５を介して、左凸部１０Ａに回転自在に支持され、左舵軸１５の軸心視において、左支軸１２と左舵軸１５の軸心は一致して設けられている。これにより、左後舵板１１の荷重を、左前舵板１０と左舵軸１５で分散して支持するので、左舵軸１５の軸径が過度に太くなるのを防止することができる。

右前舵板２０は、上下方向に延在して形成され、上部は、船尾の下部に固定されている。また、右前舵板２０における後側中間部には、後側上部と後側下部よりも右後舵板２１に向かって突出する矩形状の左凸部２０Ａが形成されている。

右後舵板２１は、上下方向に延在して形成され、右後舵板２１における前側中間部には、右凸部２０Ａが挿嵌される矩形状の右凹部２１Ａが形成されている。

右後舵板２１は、右支軸２２と右舵軸２５を介して、右凸部２０Ａに回転自在に支持され、右舵軸２５の軸心視において、右支軸２２と右舵軸２５の軸心は一致して設けられている。これにより、右後舵板２１の荷重を、右前舵板２０と右舵軸２５で分散して支持するので、右舵軸２５の軸径が過度に太くなるのを防止することができる。

背面視において、左前舵板１０と左後舵板１１は、プロペラ１の旋回外周部の左端部よりも左側に所定の間隔を隔てて設けられ、右前舵板２０と右後舵板２１は、プロペラ１の旋回外周部の右端部よりも右側に所定の間隔を隔てて設けられている。これにより、左前舵板１０と左後舵板１１の右面と、右前舵板２０と右後舵板２１の左面のキャビテーションによる腐食を抑制することができる。

背面視において、左前舵板１０と左後舵板１１の下端部と、右前舵板２０と右後舵板２１の下端部を、プロペタ１の旋回外周部の下端部に位置させるのが好ましい。

内航船の場合には、図８に示すように、左前舵板１０と左後舵板１１の下端部と、右前舵板２０と右後舵板２１の下端部を、プロペタ１の旋回外周部の下端部よりも下側に位置させるのが好ましい。これにより、船の旋回性能を高めて、船の縦距、旋回圏を短くすることができる。一方、外航船の場合には、左前舵板１０と左後舵板１１の下端部と、右前舵板２０と右後舵板２１の下端部を、プロペタ１の旋回外周部の下端部よりも上側に位置させるのが好まし。これにより、左後舵板１１と右後舵板２１の抵抗を抑制して船を効率良く航行させることができる。

本発明は、船の操舵装置に適用することができる。

１プロペラ
２左舷側舵板
３右舷側舵板
１０左前舵板
１１左後舵板
１３左垂直部
１４左傾斜部
１５左舵軸
１６左連結部材
２０右前舵板
２１右後舵板
２３右垂直部
２４右傾斜部
２５右舵軸
２６右連結部材
Ｌ中心線

Claims

船のプロペラの左舷側に配置された左舷側舵板と、該プロペラの右舷側に配置された右舷側舵板を備える操舵装置において、
前記左舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する左前舵板と、該左前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する左後舵板で形成し、
前記右舷側舵板を、船尾の下部に固定された上下方向に延在する右前舵板と、該右前舵板の後側に設けられた上下方向に延在する右後舵板で形成し、
前記左後舵板を、前記左前舵板の後部と、前記左後舵板に固定された上下方向に延在する左舵軸で回転自在に支持し、
前記右後舵板を、前記右前舵板の後部と、前記右後舵板に固定された上下方向に延在する右舵軸で回転自在に支持し、
背面視において、前記左舷側舵板と右舷側舵板の下端部を、前記プロペラの旋回外周部の下端部に位置させ、
前記左後舵板を、前記左前舵板の後側に設けられた左垂直部と、該左垂直部の下部から右下がりに延在する左傾斜部で形成し、
前記右後舵板を、前記右前舵板の後側に設けられた右垂直部と、該右垂直部の下部から左下がりに延在する右傾斜部で形成し、
側面視において、前記左傾斜部を左前舵板の前部から左垂直部の後部まで延在させ、前記右傾斜部を右前舵板の前部から右垂直部の後部まで延在させ、
背面視において、前記左傾斜部と右傾斜部の下端部を、前記プロペラの旋回外周部の下端部に位置させたことを特徴とする操舵装置。
平面視において、前記左舵軸と右舵軸を、前記プロペラの前後方向の中心線の後側に近接して設けた請求項１記載の操舵装置。
平面視において、前記左舷側舵板の前部を後部よりも左側に設け、前記右舷側舵板の前部を後部よりも右側に設けた請求項１又は２記載の操舵装置。
船橋の操舵ハンドルを直進状態から取舵一杯状態に操作した場合には、平面視において、前記左舵軸と右舵軸が時計方向に３０〜６０度回転し、
船橋の操舵ハンドルを直進状態から面舵一杯状態に操作した場合には、平面視において、前記左舵軸と右舵軸が反時計方向に３０〜６０度回転する構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵装置。