JPH03501714A - 結合されたラダーおよびプロペラ配置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 結合されたラダーおよびプロペラ配置 この発明は、下文に単に船舶と呼ばれる、従来の船および他の種類のウォータク ラフトを推進し、操舵し、巧みに操縦するための、結合されたラダーおよびプロ ペラ配置に関する。

結合されたラダーおよびプロペラ配置、いわゆるアクティブラダーはその技術に 知られ、それにおいて回転可能なラダーブレードは、通常ラダーブレードの後部 の端縁または後縁の後ろに、プロペラが装着される水平のプロペラ軸のためのベ アリングハウジングを支え、それでプロペラにより発生される水流はラダーブレ ードの両側を通過するであろうし、プロペラは、船舶を操舵し、巧みに操縦する とき実行される、ラダーブレードの回転移動についていくであろう。プロペラは 通常、プロペラ軸のベアリングハウジングに配置される電気モータにより駆動さ れる。この種のアクティブラダーの場合には、プロペラの主要な目的は、プロペ ラを通過し、それとともにラダー効果を、特に低速度において増大しまたは強め るであろう水の流れを発生することである。

またその技術に知られるのは、いわゆるラダープロペラまたはラダースラスクで あり、それにおいてプロペラはラダーに堅固に接続されたベアリングハウジング の中で軸支される。プロペラは通常、ラダーの前縁の前方で位置し、ベアリング ハウジング内に配置された電気モータによるか、またはベアリングハウジングの 中に位置する傘歯車配置を介して駆動され、プロペラ軸をラダープロペラ結合の 回転のために意図され、船舶の中で駆動機械に接続されているチューブラ軸を通 って、上方に延在する止置駆動軸と接続する。結合されたラダーおよびプロペラ アセンブリのこの後者の種類の場合に、プロペラは操舵機能に加えて推進機能を 有する。

この後者の種類の結合されたラダーおよびプロペラ配置は、多くの利点を与え、 特にメイン推進または前方のプロペラで都合よく使用されることができ、その結 合されたラダーおよびプロペラは好ましくは、メインプロペラの真直ぐ船尾に同 軸的に一致して配置される。この場合、メインプロペラおよびラダー／プロペラ 結合のプロペラは、相互に反対の方向で回転される。船舶の前方の推進における 合計のプロペラ効率は、この方法で非常に改良され得るということがわかった。

しかしながら、プロペラがラダーに堅固に接続され、船舶を操舵し、巧みに操縦 するとき、ラダーの回転移動についていく、前述の既知の結合されたラダーおよ びプロペラ配置は、いくつかの重大な欠点で妨げられる。たとえば、ラダーが、 またそれとともにそれに堅固に接続されているプロペラが回転されるとき、プロ ペラブレードはより大きい力学的力、およびより高度なトルクを受けるであろう が、なぜならプロペラの軸は、水を通る船舶の移動の方向とも、！ヨや平行にな いからである。プロペラブレードのこれらの力学的力およびトルクは、高船舶速 度および大きいラダー角度で非常に大きく、疲労のリスクに関して、プロペラブ レードにそれらの取付けを必要とし、プロペラハブが非常に補強されるのを必要 とする。プロペラの力学的力およびトルクは回転するということが、この点で気 付かれるべきである。プロペラブレード、それらの取付け、およびプロペラハブ の必要な補強は、プロペラ費用を増加し、プロペラハブの直径のその後の増加は 、プロペラの効率を損ねる。

そのような既知の結合されたラダーおよびプロペラ配置が、前方に位置されたメ インプロペラと一緒に使用されるとき、付加的な欠点は、ラダーが回転されると き、それに付けられたプロペラはそれがメインプロペラの真直ぐ後ろに同軸にあ る位置から移動されるであろうことであり、そのことは中ぐらいの舵角において ですら、一方が他方の後ろに配置され、回転の相互に反対の方向に駆動される２ つのプロペラの、所望の改良された合計効率を損ねるであろう。

したがって、この発明の目的は改良された結合されたラダープロペラアセンブリ を提供することであり、それは前述の欠点で妨げられず、それは概して、ラダー プロペラまたはラダースラスタ配置により与えられるそれらと同じ利点を与え、 それは回転の反対の方向に駆動されるメインプロペラで特に有利に使用され得る が、しかしそれはまた、従来の船舶またはウォータークラフトの何かほかの種類 を推進し、操舵し、巧みに操縦するために、ただそれだけで使用され得る。

この発明の結合されたラダーおよびプロペラ配置の主要な特徴は、以下の請求項 １において述べられる。結合されたラダーおよびプロペラ配置の利点、実施例、 およびさらに他の開発は、従属項において述べられる特徴を有する。

この発明は、この発明の多くの例示的な実施例を図解する、添付の図面に関連し て、より詳細にここで記述されるであろう。

第１図は、この発明の結合されたプロペラおよびラダー配置の第１の例示的な実 施例の、部分的に軸方向断面の略側面図である。

第２図は、第１図に従う実施例の変形を同様の態様で図解する。

第３図は、第１図に従う実施例のもう１つの変形を、同様の態様で図解する。

第４図は、この発明のラダーおよびプロペラ結合の第２の実施例を、概略的にか つ第１図と同様の態様で図解する。

第５図は、この発明のラダーおよびプロペラ結合の第３の実施例を、概略的にか つ第１図と同様の態様で図解する。

第１図に概略的に図解された、この発明のラダーおよびプロペラ配置の例示的な 実施例は、一般的に１で参照されるラダーと、たとえば従来の船または遠洋航海 の船舶の船尾に、船または何かほかのウォータクラフトのハルの底部の表面３の 下に位置する、一般的に２で参照されるプロペラユニットとを含み、前記ハルそ の他は単に部分的に、したがって非常に概略的に図示される。ラダー１はチュー ブララダースドック４を有し、それはハルの底部３の中の開口を通して上に延在 し、それは開口を囲むベアリングシート５の中で回転可能に軸支され、かつそれ によって支えられる。いわゆる回転可能なスラスタの態様と同様に、プロペラユ ニット２はハウジング９において軸支される水平プロペラ軸の一方の端部に装着 されるプロペラ６を含む。この実施例の場合、ハウジング９は、プロペラ軸を垂 直駆動軸７に接続する傘歯車配置を含むと仮定される。駆動軸７は、それの下部 の端部でハウジング９を支えるチューブラ支柱８を通って上に、ハウジング９の 中の傘歯車から延在する。プロペラ６を駆動する垂直駆動軸７は、何か適当な従 来の態様（図示されない）で、船舶の中に位置するプロペラ駆動機械（図示され ない）に接続される。プロペラユニット２の支え支柱８は、管ラダースドック４ の中で回転可能に軸支され、支えられる。図解された実施例の場合に、プロペラ ユニットハウジング９はまた、ハウジング９の下に位置するラダー１の一部にお いて回転のために軸支される、下に向けられたピボット軸１０を設けられる。こ れは、偶発的な力に対して、ラダー１とプロペラユニット２との両方を補強する のに役立ち、すべての場合に必要とされるわけではない。

管ラダースドック４の上部の端部は、船舶のハル内でギアリング１１に堅固に接 続され、それはハルの静止した、または固定された部分１２の中で回転のために 軸支され、それはビニオンギア１３と駆動係合にある。ビニオンギア１３は、従 来のステアリング機械と同じ方法で、ギアリング１１、およびそれとともにラダ ースドック４およびラダー１を回転するとき動作する、関連したステアリングモ ータ１４により駆動される。

この発明の配置はまた、それによって支柱８、およびそれとともにプロペラユニ ット２の全体が、少なくとも１つの所与の固定された位置で船舶のハル１２にか 、またはそれと−緒の回転のためにラダースドック４に選択的にロックされ得る 装置を含む。図解された実施例の場合に、これらの装置は、ピストンの両側から 突き出すビンを有し、２つの異なった位置間で移動されることができる、１つま たはそれ以上の水力的に、空気力的に、または電気的に動作可能なピストン１５ を含む。

この発明の配置は、プロペラ軸が船舶の前方への方向と平行に延在し、そのよう なプロペラが見出されるのであれば、前部プロペラの轟直ぐ後ろに同軸にいつも 位置する状態で、ピストン１５の適当な位置決めにより、プロペラユニット２が 船舶の通常の推進の間に固定された位置にロックされるのをこのように可能にす るであろうし、それに対してラダー１は、通常のラダー回転範囲、たとえば通常 の針路を保持し操舵するための、３０〜４０”の範囲内でステアリング機械また はギア１１．１３．１４によって回転され得る。このことは、既知の結合された ラダーおよびプロペラ配置と関連した、すべての前述の欠点を除くであろう。他 方、船舶を低速度で巧みに操縦するとき、ピストン１５は、プロペラユニット支 柱８がハルから外され、支柱は代わりにラダースドック４に接続される、それら の２つの位置の他方に位置され得る。この後者の場合において、ラダー１および プロペラユニット２は、もし望まれるのであれば、たとえば３６０”を通して、 どんな所望の角度位置にも、ステアリング機械１１．１３．１４によって一緒に 回転され得る。プロペラスラストは、任意の所望の方向に向くようにされ得るの で、このことは高度の操縦性を備える。このようにしてプロペラユニット２をラ ダー１にロックするとき、プロペラ軸はもちろん、好ましくはラダーの平面と平 行に延在するであろう。

第２図および第３図は、第１図に図解された前述のこの発明の実施例の変形を図 解し、この発明の配置の場合に、ラダー１は、たとえば当の適用により必要とさ れるラダー領域に対応していくつもの異なった方法で構成され得るということを 主に図示する。

ラダー１の一部が、第１図および第３図の実施例の場合でのように、プロペラ６ に関してハウジング９の対向する端部の後ろに位置するとき、ハウジング９のこ の端部は好ましくは、第１図の実施例の場合でのように半球状の形状、または第 ３図の実施例でのように半円筒形の形状を有するであろう。加えて、このハウジ ング部分の後ろに位置するラダー１のその部分は、ハウジング９に面し、ハウジ ングの半球状または半円筒形状に従う、前面または前方に位置した端縁を有する であろうし、ラダーの回転の中心は、ハウジング９の半球状または半円筒形端部 の曲率の中心に実質上一致する。ハウジング９の後ろにあるラダ一部分はまた、 ハウジング９のそれに従う流線形形状を有する、厚くなった部分、またはいわゆ る球で構成され、またはそれを設けられてもよい。この設計は、ハウジング９お よびラダー１を過ぎる水流において、最小限の可能な中断を与える。

ラダー１がプロペラユニット２の上と下との両方に位置するそれらの実施例の場 合に、プロペラユニット２の上に位置するラダ一部分のプロファイルと、プロペ ラユニット２の下のラダ一部分のプロファイルとは、非対称の形状を有してもよ く、入口角およびプロファイルアーチは、プロペラジェットにおける回転フロー を低減するようなものである。これはプロペラ効率を改良するであろう。

全くの一般的な局面から、この発明の結合されたラダーおよびプロペラ配置のラ ダ一部分は、すべてが本来既知の、多くの異なった方法で構成されてもよい。た とえば、ラダーブレードは、ラダー効果を改良するための、それの後縁のピボッ ト可能なフラップと嵌合されてもよい。代替的にラダ一部分は、いわゆる「回転 円筒ラダー」として構成されてもよく、その場合ラダーブレードはそれの前縁ま たは前面の端縁に回転シリンダを支える。もう１つの代替は、ラダーブレードが 、既知の態様でそれの上部のおよび／または下部の端縁で端部プレートと嵌合さ れるものである。

当然、この発明のプロペラ／ラダー結合のプロペラは、固定されたブレードか、 または調節可能なブレードを有してもよい。この後者の場合に、プロペラピッチ 円錐角が変化され得る範囲は、プロペラブレードがプロペラ軸と実質上平行に位 置決めされる、すなわちフェザリング（ｆ’ｅａｔｈｅｒ）されるのを可能にす るように、非常に大きくされ得る。

この設備は、船または同様のウォータクラフトが、たとえば前面プロペラの助力 で、プロペラ６を使用することなく推進されるそれらのような考えられる状況で 、特に有利である。１つの考えられる実施例に従って、この発明の配置のプロペ ラユニットは、図解され記述された実施例の単一のプロペラの代わりに、２つの プロペラ、適当な逆回転プロペラを含んでもよい。

垂直駆動軸およびハウジング９の中の傘歯車配置を介して、船舶のハル内に位置 する駆動機械により駆動される代わりに、プロペラ６は、ハウジング９内に配置 され、プロペラ軸に接続される駆動モータによって駆動されてもよく、この駆動 モータは適切に、電気または水力モータである。

第４図は、概略的にかつ第１図と同様の態様で、この発明に従う結合されたラダ ーおよびプロペラ配置のもう１つの実施例を図解する。プロペラの支柱８はまた 、それの上部の端部で、ピニオンに接続される同じ数のステアリングモータ１７ により駆動されるいくつものビニオンギア１８と駆動的に係合するギアリング１ ６に接続されるということにおいて、この実施例は第１図ないし第３図の実施例 と異なる。この実施例において、ラダースドック４およびプロペラユニット支柱 ８は、ラダー１およびプロペラユニット２が相互に異なった方向に回転され、お 互いに全く依存しないで相互に異なった回転位置に置かれるのを可能にするよう に、各々は船舶内でそれぞれのステアリング機械、１１．１３．１４および１６ ．１７．１８に接続される。

当然、これは第１図の実施例により与えられるすべての前述の利点を与えるであ ろうし、同時に、各特定の状況に、および各特定の動作状態に最も適当であると 考えられるまさにそれらの相互位置に、ラダー１およびプロペラユニット２が自 由にもって来られるのを可能にする付加的な利点を与える。

第５図は概略的にかつ第１図と同様の態様で、この発明に従う配置のさらに他の 実施例を図解する。この実施例において、プロペラユニット支え支柱８は船舶の ハルにおいてシーテイング５の中で直接軸支され、それにより支えられ、支柱の 上部の端部は、プロペラユニット２がどんな所望の方向にても位置決めされるの を可能にする態様で、ステアリング機械１１．１３．１４に接続される。この場 合、ラダー１はプロペラユニット支え支柱８で回転可能に軸支され、それにより 支えられる。

プロペラユニットハウジング９内に配置されるのは、ステアリング機械（詳細に 図示されない）であり、それによってラダー１は、船舶を針路に保ち、通常の前 進船舶速度で船舶を操舵するために、プロペラユニット２に関して回転され、そ こではプロペラユニット２は船舶に関して固定した位置にステアリング機械１１ ．１３．１４により保持され、プロペラ軸は船舶の前進の方向と平行にある。こ のラダーステアリング機械は、たとえば、ラダー１１に、たとえばクランク１つ により接続されるサーボモータ、およびラダー１の中に設けられるグループまた はトラック２０において動く結合ブロックを含んでもよい。プロペラユニット支 柱８に関連したラダー１の回転のための、たとえばサーボモータの形式の、その ようなステアリング機械は、船舶のハル内の支柱８の上部の端部にさえ置かれ得 、管支柱８を通って軸方向に延在し、かつそれの下部の端部でクランク１９と同 様のクランクを支える接続ロッドによって、回転可能なラダー１に接続され得る 。

この発明の結合されたラダーおよびプロペラ配置は多くの異なった形式を有して もよいということ、および図解され記述されたそれら以外の変形および修正が可 能であるということが、前述のことから明らがであろう。たとえば、この発明の 配置は、必ずしも船舶のハルの底の部分の下に装着される必要はなく、代わりに ハルの横ばりに堅固に嵌合されたベアリングハウジングにより支えられ、その中 で軸支されて、船舶の船尾の後ろに装着されてもよい。

プロペラユニットが、代替的に選択的に、船舶ハルが、または回転可能なラダ一 部分にロックされ得る多くの方法があるということ、およびプロペラユニットを ロックする記述され図解された方法は、単にそのような方法の例であるというこ とがまた理解されるであろう。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ウォータクラフトを推進し、操舵し、測定するための結合されたラダーおよ びプロペラ配置であって、前記配置は実質上垂直の軸のまわりにウォータクラフ トに関連して回転されることが可能なラダー部分（１）を有し、ハウジング（９ ）の中で回転のために軸支された実質上プロペラ軸に装着されたプロペラ（６） を含みかつ実質上垂直の軸のまわりにウォータクラフトに関連して回転可能なプ ロペラユニット（２）をそれと一緒につくったラダーユニットを含み、 回転可能なラダー部分（１）およびプロペラユニット（２）の実質上垂直の回転 軸は実質上一致していること、およびプロペラユニット（２）は二者択一的に、 回転可能なラダー部分（１）の回転に依存しないでウォータクラフトに関連して 固定された位置に保持されてもよく、または回転可能なラダー部分（１）ととも に同回転するようにされてもよいことを特徴とする配置。 ２．回転可能なラダー部分（１）がウォータクラフトの中で上方に延在しかつ回 転のために軸支されかつその中に支えられる管ラダーストック（４）を含むこと 、およびプロペラユニット（２）がそれの底の端部でプロペラユニットハウジン グ（９）で堅固に装着されかつ回転可能なラダー部分（１）の管ラダーストック （４）を通って上に延在し前記ラダーストックの中で回転のために軸支される支 柱（８）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の配置。 ３．ラダーストック（４）および支柱（８）はウォータクラフトに関してそれぞ れラダー部分（１）およびプロペラユニット（２）の個々の回転のためのそれの 個々のステアリング機械（１１、１３、１４および１６、１７、１８）に各々接 続されることを特徴とする請求項２に記載の配置。 ４．ラダーストック（４）がウォータクラフトに関連してラダー部分の回転のた めのステアリング機械（１１、１３、１４）に接続されること、およびプロペラ ユニット支柱（８）を二者択一的に、前記ストックとの前記ユニットの同回転の ためのラダーストックに、またはそれの上の１つまたはそれ以上の固定された位 置においてウォータクラフト（３、１２）に選択的にロックするための手段（１ ５）が設けられることを特徴とする、請求項２に記載の配置。 ５．プロペラユニット（２）は実質上垂直の支柱（８）を含み、それの底の端部 はプロペラユニットハウジング（９）の中で堅固に装着されかつそれを支え、そ れはウォータクラフト（３）の中で上方に延在しかつそれの中で回転のために軸 支されかつそれの中で支えられること、回転可能なラダー部分（１）は前記支柱 （８）で回転のために軸支されかつそれにより支えられること、および支柱（８ ）はウォータクラフトに関連してプロペラユニット（２）の回転のためのステア リング機械（１１、１３、１４）に接続され、プロペラユニット（２）は回転可 能なラダー部分（１）に接続されプロペラユニット支柱に関連してラダー部分の 回転のための手段（１９、２０、２１）を含むことを特徴とする、請求項１に記 載の配置。 ６．プロペラユニットハウジング（９）はラダー（１）の凹所に配置され、その ラダーはプロペラ（６）に関してプロペラユニットハウジング（９）の対向する 端部の上と後ろとの両方に延在し、また任意に前記端部の下に延在することを特 徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の配置。 ７．プロペラ（６）に関してプロペラユニットハウジング（９）の対向する端部 は部分半球状または部分円筒形形状を有すること、およびハウジングのこの端部 の後ろに位置するラダー部分は前記ハウジングに隣り合う前縁または前面の端縁 と、前記部分半球または部分円筒の曲率の中心と実質上一致する回転軸とを有す ることを特徴とする、請求項６に記載の配置。 ８．プロペラユニットハウジング（９）の後ろに位置するラダー部分はハウジン グの流線形状に従う厚くなった部分を有することを特徴とする、請求項７に記載 の配置。 ９．プロペラユニットハウジングの上に位置するラダー部分および前記ハウジン グの下に位置するラダー部分は非対称形状を有し、入口角およびプロファイルア ーチはプロペラジニットにおける回転フローに逆らうようなものであることを特 徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の配置。 １０．プロペラユニットは、相互に反対の方向に回転する２つの相互に間隔を保 ちかつ相互に同軸のプロペラを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項９ のいずれか１つに記載の配置。