JP2003200892A - ポッド型推進器及びこれを備えた船舶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 航行時における推進性能の向上を図ることが
可能なポッド型推進器及びこれを備えた船舶を提供す
る。 【解決手段】 ポッド型推進器は、プロペラと、ポッド
部と、ストラットと、第１のフィン２２と、を備える。
第１のフィン２２は、第３の軸γに沿って延びプロペラ
が設けられている側に位置する第１の縁部２８と、第１
の縁部２８との間で第３の軸γを挟むように第３の軸γ
に沿って延びる第２の縁部３０と、第１及び第２の縁部
２８，３０を繋ぐ第１及び第２の側面部３２，３４と、
を有する。第１のフィン２２の第３の軸γと直交する断
面は、第３の軸γに沿ってみたとき、第１の縁部２８及
び第２の縁部３０を通る第４の軸ηが、第１の軸αに対
して所定角度θ１で傾斜し、かつ第１の縁部２８から第
２の縁部３０に至る第１及び第２の側面部３２，３４上
の距離がそれぞれ異なるような形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポッド型推進器及
びこれを備えた船舶に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、船舶用の推進器として、ポッド型
推進器が注目されている。ポッド型推進器は、プロペラ
と、該プロペラを駆動するためのモータを内蔵したポッ
ド部と、該ポッド部を支持するためのストラットと、を
備えている。

【０００３】このポッド型推進器は、ストラットを介し
て船体内に設置される回転装置に取り付けられる。よっ
て、この回転装置によりポッド型推進器をストラットの
軸の周りに旋回させることで、任意の方向に推力を生じ
得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】発明者は、かかるポッ
ド型推進器を備える船舶の研究に携わっている。そし
て、ポッド型推進器が有する操縦性能等の種々の利点に
鑑み、船舶用の推進器としてポッド型推進器に対するニ
ーズが今後益々高まっていくものと考えている。これに
伴い、ポッド型推進器に対して推進性能の向上が益々要
求されるものと考えられるが、モータ自体の性能向上に
より推進性能の向上を図るのでは、限界があると発明者
は考えている。

【０００５】そこで本発明は、航行時における推進性能
の向上を図ることが可能なポッド型推進器及びこれを備
える船舶を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、プロペラ後流のエネルギの回収に着目し、
これを可能とするポッド型推進器の形態について鋭意研
究を行った。そして、ポッド部に所定形状のフィンを取
り付けることで、プロペラ後流のエネルギの一部を推力
に変換することができ、これにより推進性能の向上を図
ることが可能となることを見出し、本発明を完成するに
至った。

【０００７】すなわち本発明に係るポッド型推進器は、
（１）第１の軸を中心として回転可能なプロペラと、
（２）プロペラを駆動するためのモータを内蔵し第１の
軸に沿って設けられたポッド部と、（３）第１の軸と直
交する第２の軸に沿って設けられておりポッド部を支持
するためのストラットと、（４）ポッド部に設けられて
おり、第１の軸と直交する第３の軸に沿って延びる第１
のフィンと、を備える。第１のフィンは、第３の軸に沿
って延びプロペラが設けられている側に位置する第１の
縁部と、第１の縁部との間で第３の軸を挟むように第３
の軸に沿って延びる第２の縁部と、第１及び第２の縁部
を繋ぐ第１及び第２の側面部と、を有する。第１のフィ
ンの第３の軸と直交する断面は、第３の軸に沿ってみた
とき、第１の縁部及び第２の縁部を通る第４の軸が、第
１の軸に対して所定角度で傾斜し、かつ第１の縁部から
第２の縁部に至る第１及び第２の側面部上の距離がそれ
ぞれ異なるような形状を有することを特徴とする。

【０００８】このポッド型推進器では、プロペラが第１
の軸を中心として所定方向に回転することにより、第１
のフィンにはプロペラ後流が当たる。このとき、第３の
軸と直交する第１のフィンの断面は、第３の軸に沿って
見たとき、第１の縁部及び第２の縁部を通る第４の軸が
第１の軸に対して所定角度で傾斜し、かつ第１の縁部か
ら第２の縁部に至る第１及び第２の側面部上の距離がそ
れぞれ異なるような形状を有する。すなわち、第１のフ
ィンの第１の縁部付近は、所定角度でプロペラ後流の流
れ方向に向けられており、かつ第１の縁部から第２の縁
部に至る第１及び第２の側面部上の長さがそれぞれ異な
るように設計されている。従って、第１及び第２の側面
部のうち、一方の側面部上を流れる流れの流速よりも、
他方の側面部上を流れる流れの流速の方が速くなり、他
方の側面部側に負圧が生じる。その結果、第１のフィン
には、当該第１のフィンを引っ張る揚力が働く。この揚
力は、推進方向の成分と、これと直交する方向の成分と
に分解することができ、この推進方向の成分を推進力と
して利用することで、推進性能の向上を図ることが可能
となる。

【０００９】また本発明に係るポッド型推進器は、ポッ
ド部を挟んで第１のフィンと反対側に設けられており、
第３の軸に沿って延びる第２のフィンを更に備える。第
２のフィンは、第３の軸に沿って延びプロペラが設けら
れている側に位置する第３の縁部と、第３の縁部との間
で該第３の軸を挟むように第３の軸に沿って延びる第４
の縁部と、第３及び第４の縁部を繋ぐ第３及び第４の側
面部と、を有する。第２のフィンの第３の軸と直交する
断面は、第３の軸に沿ってみたとき、第３の縁部及び第
４の縁部を通る第５の軸が、第１の軸に対して第４の軸
とは反対側に所定角度で傾斜しており、かつ第３の縁部
から第４の縁部に至る第３及び第４の側面部上の距離が
それぞれ異なるような形状を有することを特徴とする。

【００１０】このようにすれば、プロペラが第１の軸を
中心として所定方向に回転することにより、第２のフィ
ンにもプロペラ後流が当たる。このとき、第３の軸と直
交する第２のフィンの断面は、第３の軸に沿って見たと
き、第３の縁部及び第４の縁部を通る第５の軸が第１の
軸に対して第４の軸とは反対側に所定角度で傾斜し、か
つ第３の縁部から第４の縁部に至る第３及び第４の側面
部上の距離がそれぞれ異なるような形状を有する。すな
わち、第２のフィンの第３の縁部付近は、所定角度でプ
ロペラ後流の流れ方向に向けられており、かつ第３の縁
部から第４の縁部に至る第３及び第４の側面部上の長さ
がそれぞれ異なるように設計されている。従って、第３
及び第４の側面部のうち、一方の側面部上を流れる流れ
の流速よりも、他方の側面部上を流れる流れの流速の方
が速くなり、他方の側面部側に負圧が生じる。その結
果、第２のフィンには、当該第２のフィンを引っ張る揚
力が働く。この揚力は、推進方向の成分と、これと直交
する方向の成分とに分解することができる。よって、推
進方向の成分を推進力として利用することで、推進性能
の向上をより一層図ることが可能となる。

【００１１】また、第１及び第２のフィンのそれぞれに
作用する揚力の推進方向の成分と直交する方向の成分に
より、推進器に作用する力関係がアンバランスになって
操縦性能が悪化するおそれがあるが、このようにポッド
部を挟んで第１及び第２のフィンが設けられているた
め、揚力の推進方向の成分と直交する方向の成分により
力のアンバランスが生じるおそれが低減され、操縦性能
の悪化が抑制される。

【００１２】また本発明に係るポッド型推進器は、第１
の軸と第３の軸との交点は、第１の軸と第２の軸との交
点よりもプロペラが設けられている側に位置することを
特徴とする。このようにすれば、プロペラ後流のエネル
ギーをより効率よく回収して、推進性能のより一層の向
上が図られる。

【００１３】本発明に係る船舶は、上記したいずれかに
記載のポッド型推進器を備えたことを特徴とする。この
船舶によれば、航行時における推進性能の向上が図られ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の
説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複す
る説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のも
のと必ずしも一致していない。

【００１５】図１は、本実施形態に係るポッド型推進器
を備えた船舶を示す右側面図である。また図２は、ポッ
ド型推進器の構成を示す右側面図であり、図３は、ポッ
ド型推進器の構成を示す正面図である。

【００１６】図１に示すように、この船舶１０は、船体
１２と、船体１２に取り付けられたポッド型推進器（以
下、「推進器」ともいう）１４と、を備えている。船体
１２は、船舶１０の種類によりあらゆる形態を採ること
ができる。すなわち、この船舶１０は、例えば客船や貨
物船などの商船であっても、漁船や艦船であっても、あ
るいは砕氷船などの特殊船であってもよく、よって船体
１２は、その種類によってあらゆる形態を採ることがで
きる。

【００１７】推進器１４は、図１に示すように、船体１
２の船尾に取り付けられている。この推進器１４は、図
２及び図３に示すように、プロペラ１６と、ポッド部１
８と、ポッド部１８を支持するためのストラット２０
と、右舷水平フィン（第１のフィン）２２と、左舷水平
フィン（第２のフィン）２４と、を備えている。

【００１８】ポッド部１８は、第１の軸αに沿って設け
られており、筐体の内部にプロペラ１６を駆動するため
のモータ２６を内蔵している。プロペラ１６は、第１の
軸αを中心として回転可能なように、ポッド部１８の前
部に取り付けられている。このように、プロペラ１６が
ポッド部１８の前部に取り付けられた推進器１４は、い
わゆるトラクタータイプの推進器と呼ばれ、プロペラ１
６の回転によりストラット２０の側にプロペラ後流を噴
出して推進力を生じる。

【００１９】ストラット２０は、第１の軸αと直交する
第２の軸βに沿って設けられている。このストラット２
０を介し、船体１２に設けられた図示しない回転装置に
より、推進器１４が第２の軸βを中心として３６０度の
範囲で旋回可能に取り付けられている。

【００２０】右舷水平フィン２２は、ポッド部１８に取
り付けられている。この右舷水平フィン２２は、第１の
軸αと直交する第３の軸γに沿って設けられている。こ
の右舷水平フィン２２は、第３の軸γに沿って延びプロ
ペラ１６が設けられている側に位置する前縁部（第１の
縁部）２８と、前縁部２８との間で第３の軸γを挟むよ
うに第３の軸γに沿って延びる後縁部（第２の縁部）３
０と、前縁部２８及び後縁部３０を繋ぐ上側面部（第１
の側面部）３２及び下側面部（第２の側面部）３４と、
を有している。

【００２１】なお、右舷水平フィン２２の前縁部２８
は、プロペラ１６が設けられている側でフィンの曲率が
最も小さくなる点の集合として規定される。また、右舷
水平フィン２２の後縁部３０は、プロペラ１６が設けら
れている側とは反対側でフィンの曲率が最も小さくなる
点の集合として規定される。

【００２２】この右舷水平フィン２２では、図４（ａ）
に示すように、第３の軸γに垂直な断面は、第３の軸γ
に沿って見たとき、第１の軸αに対して非対称な形状を
有する。すなわち、前縁部２８と後縁部３０とを通る第
４の軸ηは、第３の軸γに沿って見たとき、第１の軸α
に対して所定角度θ１で傾斜し、かつ前縁部２８から後
縁部３０に至る下側面部３４上の距離が、上側面部３２
上の距離よりも長くなっている。よって、この右舷水平
フィン２２は、図４（ａ）に示すように、第３の軸γに
垂直な断面において、飛行機の翼断面と同様の形状を有
している。

【００２３】ここで、右舷水平フィン２２の前縁部２８
のねじれ方向、すなわち第４の軸ηと第１の軸αとによ
り生成される所定角度θ１の角度方向は、プロペラ後流
の流れ方向に設定される。すなわち、角度θ１の角度方
向は、右舷水平フィン２２の前縁部２８付近がプロペラ
後流の流れ方向に向くように設定される。

【００２４】図５に示すように、推進器１４のプロペラ
１６が第１の軸αを中心としてＴ方向に回転することに
より、プロペラ１６の後方には複数の流線により示され
るようなプロペラ後流が生じる。よって、角度θ１の角
度方向は、右舷水平フィン２２の前縁部２８がプロペラ
後流の流れ方向に向くように設定される。

【００２５】またポッド部１８を挟んで右舷水平フィン
２２とは反対側には、左舷水平フィン２４が設けられて
いる。この左舷水平フィン２４は、第３の軸γに沿って
設けられている。この左舷水平フィン２４は、第３の軸
γに沿って延びプロペラ１６が設けられている側に位置
する前縁部（第３の縁部）３６と、前縁部３６との間で
第３の軸γを挟むように第３の軸γに沿って延びる後縁
部（第４の縁部）３８と、前縁部３６及び後縁部３８を
繋ぐ上側面部（第３の側面部）４０及び下側面部（第４
の側面部）４２と、を有している。

【００２６】なお、左舷水平フィン２４の前縁部３６
は、プロペラ１６が設けられている側でフィンの曲率が
最も小さくなる点の集合として規定される。また、左舷
水平フィン２４の後縁部３８は、プロペラ１６が設けら
れている側とは反対側でフィンの曲率が最も小さくなる
点の集合として規定される。

【００２７】この左舷水平フィン２４では、図４（ｂ）
に示すように、第３の軸γに垂直な断面は、第３の軸γ
に沿って見たとき、第１の軸αに対して非対称な形状を
有する。すなわち、前縁部３６と後縁部３８とを通る第
５の軸ξは、第３の軸γに沿って見たとき、第１の軸α
に対して第４の軸ηとは反対側に所定角度θ２で傾斜
し、かつ前縁部３６から後縁部３８に至る上側面部４０
上の距離が、下側面部４２上の距離よりも長くなってい
る。よって、この左舷水平フィン２４は、図４（ｂ）に
示すように、第３の軸γに垂直な断面において、飛行機
の翼断面と同様の形状を有している。

【００２８】ここで、左舷水平フィン２４の前縁部３６
のねじれ方向、すなわち第５の軸ξと第１の軸αとによ
り生成される所定角度θ２の角度方向は、プロペラ後流
の流れ方向に設定される。すなわち、角度θ２の角度方
向は、左舷水平フィン２４の前縁部３６付近がプロペラ
後流の流れ方向に向くように設定される。

【００２９】図５に示すように、推進器１４のプロペラ
１６が第１の軸αを中心としてＴ方向に回転することに
より、プロペラ１６の後方には複数の流線により示され
るようなプロペラ後流が生じる。よって、角度θ２の角
度方向は、左舷水平フィン２４の前縁部３６がプロペラ
後流の流れ方向に向くように設定される。

【００３０】なお、ポッド部１８を挟んで右舷水平フィ
ン２２が設けられている側と左舷水平フィン２４が設け
られている側とでは、プロペラ後流の流れ方向が逆であ
るため、第１の軸αに対する角度θ２の角度方向は、角
度θ１の角度方向と逆方向に設定されている。よって、
右舷水平フィン２２と左舷水平フィン２４とは、第１の
軸αに対して実質的に対称な構成になっている。

【００３１】ここで、第１の軸αと第３の軸γとの交点
は、第１の軸αと第２の軸βとの交点よりもプロペラ１
６が設けられている側に位置する。すなわち、右舷水平
フィン２２及び左舷水平フィン２４は、プロペラ１６に
より近い位置で、ポッド部１８に取り付けられている。

【００３２】次に、本実施形態に係るポッド型推進器１
４及びこれを備えた船舶１０の作用効果について説明す
る。

【００３３】推進器１４のプロペラ１６が第１の軸αを
中心としてＴ方向（図５参照）に回転することにより、
図６（ａ）に示すように、右舷水平フィン２２には推進
方向斜め上方からプロペラ後流Ｐが当たる。このとき、
右舷水平フィン２２の前縁部２８は、所定角度θ１でプ
ロペラ後流Ｐの流れ方向に向けられており、かつ前縁部
２８から後縁部３０に至る下側面部３４上の長さが、上
側面部３２上の長さよりも長く設計されている。従っ
て、上側面部３２上を流れる流れの流速よりも、下側面
部３４上を流れる流れの流速の方が速くなり、下側面部
３４側に負圧が生じる。その結果、右舷水平フィン２２
には、当該右舷水平フィン２２を推進方向斜め下方に引
っ張るような揚力Ｆ０が働く。

【００３４】この揚力Ｆ０は、推進方向の成分Ｆ１と、
これと直交する方向の成分Ｆ２とに分解することができ
る。よって、成分Ｆ１を推進力として利用することが可
能となり、その結果、推進器１４の推進性能の向上を図
ることが可能となる。なお、この推進性能の向上の効果
は、推進器１４が第２の軸βを中心としてどの方向を向
いているときにも得られるため、船舶１０がどの方向に
航行しているときでも推進性能の向上が図られる。

【００３５】また、推進器１４のプロペラ１６が第１の
軸αを中心としてＴ方向（図５参照）に回転することに
より、図６（ｂ）に示すように、左舷水平フィン２４に
は推進方向斜め下方からプロペラ後流Ｐが当たる。この
とき、左舷水平フィン２４の前縁部３６は、所定角度θ
２でプロペラ後流Ｐの流れ方向に向けられており、かつ
前縁部３６から後縁部３８に至る上側面部４０上の長さ
が、下側面部４２上の長さよりも長く設計されている。
従って、下側面部４２上を流れる流れの流速よりも、上
側面部４０上を流れる流れの流速の方が速くなり、上側
面部４０側に負圧が生じる。その結果、左舷水平フィン
２４には、当該左舷水平フィン２４を推進方向斜め上方
に引っ張るような揚力Ｇ０が働く。

【００３６】この揚力Ｇ０は、推進方向の成分Ｇ１と、
これに直交する方向の成分Ｇ２とに分けることができ
る。よって、揚力Ｇ０の推進方向の成分Ｇ１を推進力と
して利用することが可能となり、その結果、推進器１４
の推進性能の向上をより一層図ることが可能となる。な
お、この推進性能の向上の効果は、推進器１４が第２の
軸βを中心としてどの方向を向いているときにも得られ
るため、船舶１０がどの方向に航行しているときでも推
進性能の向上がより一層図られる。

【００３７】また、第１の軸αと第３の軸γとの交点
は、第１の軸αと第２の軸βとの交点よりもプロペラ１
６が設けられている側に位置している。すなわち、右舷
水平フィン２２及び左舷水平フィン２４は、プロペラ１
６により近い位置で、ポッド部１８に取り付けられてい
る。よって、プロペラ後流のエネルギーをより効率よく
回収することができ、推進性能のより一層の向上が図ら
れる。

【００３８】また本実施形態に係る船舶１０では、ポッ
ド部１８を挟んで右舷水平フィン２２と左舷水平フィン
２４とが第３の軸γに沿って対称に設けられているた
め、揚力Ｆ０の成分Ｆ２と揚力Ｇ０の成分Ｇ２とが相殺
され、上下方向の力関係のアンバランスが生じるおそれ
が低減され、操縦性能の悪化が抑制される。

【００３９】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れることなく、種々の変形が可能である。

【００４０】例えば、上記実施形態に係る推進器１４
は、第１の軸αに対して互いに対称な一対の右舷水平フ
ィン２２及び左舷水平フィン２４を備えていたが、推進
器１４はこれら対称な一対のフィンを複数対備えていて
もよい。例えば、図７（ａ）に示すように、推進器１４
は、ポッド部１８の上下に互いに対称な一対のフィン５
２，５４を更に備えていてもよい。また、これら複数対
のフィン２２，２４，５２，５４の取り付け位置は、水
平方向及び鉛直方向に限られず、図７（ｂ）に示すよう
に、任意の方向に放射状に設けられていてもよい。

【００４１】また、図１に示す船舶１０では、推進器１
４は船尾に取り付けられていたが、推進器１４は船体１
２の船首や船体中央など、いずれの部位に取り付けられ
ていてもよい。また、推進器１４の数は１個に限定され
ず、船体１２に複数取り付けられていてもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係るポッド型推進器及びこれを
備えた船舶によれば、航行時における推進性能の向上を
図ることが可能となる。その結果、省エネルギー化が図
られ、運航費の低減を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るポッド型推進器を備えた船舶
を示す右側面図である。

【図２】本実施形態に係るポッド型推進器の構成を示す
右側面図である。

【図３】本実施形態に係るポッド型推進器の構成を示す
正面図である。

【図４】図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ線における断面図
であり、図４（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線における断面図
である。

【図５】プロペラ後流を説明するための図である。

【図６】右舷水平フィン及び左舷水平フィンに働く力関
係を説明するための図である。

【図７】ポッド型推進器の変形例を示す正面図である。

【符号の説明】

１０…船舶、１４…ポッド型推進器、１６…プロペラ、
１８…ポッド部、２０…ストラット、２２…右舷水平フ
ィン、２４…左舷水平フィン、２６…モータ、２８…前
縁部、３０…後縁部、３２…上側面部、３４…下側面
部、３６…前縁部、３８…後縁部、４０…上側面部、４
２…下側面部、α…第１の軸、β…第２の軸、γ…第３
の軸、η…第４の軸、ξ…第５の軸。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の軸を中心として回転可能なプロペ
   ラと、 前記プロペラを駆動するためのモータを内蔵し前記第１
   の軸に沿って設けられたポッド部と、 前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って設けられてお
   り前記ポッド部を支持するためのストラットと、 前記ポッド部に設けられており、前記第１の軸と直交す
   る第３の軸に沿って延びる第１のフィンと、を備え、 前記第１のフィンは、前記第３の軸に沿って延び前記プ
   ロペラが設けられている側に位置する第１の縁部と、該
   第１の縁部との間で該第３の軸を挟むように該第３の軸
   に沿って延びる第２の縁部と、該第１及び第２の縁部を
   繋ぐ第１及び第２の側面部と、を有し、 前記第１のフィンの前記第３の軸と直交する断面は、該
   第３の軸に沿ってみたとき、前記第１の縁部及び前記第
   ２の縁部を通る第４の軸が、前記第１の軸に対して所定
   角度で傾斜し、かつ該第１の縁部から該第２の縁部に至
   る前記第１及び第２の側面部上の距離がそれぞれ異なる
   ような形状を有することを特徴とするポッド型推進器。
2. 【請求項２】 前記ポッド部を挟んで前記第１のフィン
   と反対側に設けられており、前記第３の軸に沿って延び
   る第２のフィンを更に備え、 前記第２のフィンは、前記第３の軸に沿って延び前記プ
   ロペラが設けられている側に位置する第３の縁部と、該
   第３の縁部との間で該第３の軸を挟むように該第３の軸
   に沿って延びる第４の縁部と、該第３及び第４の縁部を
   繋ぐ第３及び第４の側面部と、を有し、 前記第２のフィンの前記第３の軸と直交する断面は、該
   第３の軸に沿ってみたとき、前記第３の縁部及び前記第
   ４の縁部を通る第５の軸が、前記第１の軸に対して前記
   第４の軸とは反対側に所定角度で傾斜しており、かつ該
   第３の縁部から該第４の縁部に至る前記第３及び第４の
   側面部上の距離がそれぞれ異なるような形状を有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のポッド型推進器。
3. 【請求項３】 前記第１の軸と前記第３の軸との交点
   は、前記第１の軸と第２の軸との交点よりも前記プロペ
   ラが設けられている側に位置することを特徴とする請求
   項１又は請求項２に記載のポッド型推進器。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のポッド
   型推進器を備えたことを特徴とする船舶。