JP6783243B2 - 船舶推進装置 - Google Patents

Description

この発明は、船舶推進装置に関する。

従来、船舶推進装置が知られている。たとえば、特開２０１３−１０００１３号公報に開示されている。

上記特開２０１３−１０００１３号公報には、ステータが配置されたダクトと、ステータと対向する位置に配置されるロータが配置されたリムと、リムの径方向内方に形成された羽根とを含むプロペラと、ダクトを転舵可能に支持するステアリングシャフトと、プロペラの回転駆動を制御するモータＥＣＵとを備える船舶推進装置が開示されている。この船舶推進装置のモータＥＣＵは、ステアリングシャフトの内部または船内に配置されている。

特開２０１３−１０００１３号公報

上記特開２０１３−１０００１３号公報の船舶推進装置では、プロペラの回転駆動を制御するモータＥＣＵを、船内に配置した場合、モータＥＣＵと駆動部分とを接続する配線を長くする必要があるため、配線が煩雑になる。モータＥＣＵをステアリングシャフトの内部に配置する場合、配線を短くすることができるものの、モータＥＣＵが大きい場合、モータＥＣＵが配置されるステアリングシャフトの径も大きくする必要があるため、船舶推進装置全体が大型化する。そこで、従来では、配線が煩雑になるのを抑制しながら、装置が大型化するのを抑制することが可能な船舶推進装置が望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、配線が煩雑になるのを抑制しながら、装置が大型化するのを抑制することが可能な船舶推進装置を提供することである。

この発明の一の局面による船舶推進装置は、ステータ部を含むダクトと、ステータ部と対向する位置に配置されるロータ部を有するリムと、リムの径方向内方に形成された羽根とを含むプロペラ部と、ダクトを転舵可能に支持するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトとは別個に設けられ、プロペラ部の回転軸線方向に沿って延びるように形成されたケーシング部と、ケーシング部内に配置され、プロペラ部の回転駆動を制御するモータ制御部とを備え、ケーシング部は、ダクトとともに転舵可能にダクトに固定されている。

この一の局面による船舶推進装置では、上記のように、ステアリングシャフトとは別個に設けられ、プロペラ部の回転軸線方向に沿って延びるように形成されたケーシング部内に、プロペラ部の回転駆動を制御するモータ制御部を配置する。これにより、モータ制御部と駆動部分とを近くに配置することができるので、接続する配線が長くなるのを抑制することができる。その結果、配線が煩雑になるのを抑制することができる。モータ制御部を大きくした場合でも、ケーシング部をプロペラ部の回転軸線方向に沿って大きくすることにより、ケーシング部内にモータ制御部を収容することができるので、ステアリングシャフトの径を大きくする場合と異なり、装置が過度に大型化するのを抑制することができる。これらにより、配線が煩雑になるのを抑制しながら、装置が大型化するのを抑制することが可能な船舶推進装置を提供することができる。ケーシング部をプロペラ部の回転軸線方向に沿って延びるように形成することにより、水の抵抗が大きくなるのを抑制することができるので、ケーシング部を設けたとしても、支障なく船舶を推進させることができる。ケーシング部を水中に配置することができるので、ケーシング部内に配置されたモータ制御部を効率よく冷却させることができる。また、ダクトとケーシング部とが一体的に転舵されるので、ダクトを転舵した場合でも、ケーシング部に起因して水の抵抗が大きくなるのを抑制することができる。

この場合、ケーシング部は、ダクトと一体的に設けられている。このように構成すれば、ダクトとケーシング部とを別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、ダクトとケーシング部との接合面をなくすことができるので、浸水を効果的に抑制することができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ケーシング部は、ダクトの上方に配置されている。このように構成すれば、水面からの空気の巻き込みを抑制するために、ダクトを水面から下方に離して配置する場合に、ダクトと水面との間のスペースを有効に活用して、ケーシング部を配置することができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ケーシング部は、少なくとも一部がステアリングシャフトよりも後方に配置されている。このように構成すれば、ケーシング部をステアリングシャフトよりも後方に延ばすことができるので、ダクトとともにケーシング部を転舵させた場合に、船舶推進装置が取り付けられる船体にケーシング部が干渉するのを抑制することができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ケーシング部は、少なくとも一部がダクトの後端よりも後方に延びるように形成されている。このように構成すれば、モータ制御部が大きくなった場合でも、ケーシング部をダクトの後端よりも後方に延びるようにして大きくすることができるので、モータ制御部をケーシング部に容易に収容することができる。

この場合、好ましくは、ケーシング部は、プロペラ部の回転軸線上におけるダクトの後方においてダクトに固定されている。このように構成すれば、ダクトから吐出される水流をケーシング部により整流することができるので、より効率よく船舶を推進させることができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ケーシング部は、スケグとしての機能を有する。このように構成すれば、モータ制御部が配置されたケーシング部を用いて船舶の操舵性を向上させることができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ケーシング部は、平面視においてプロペラ部の回転軸線方向に垂直な方向の長さよりもプロペラ部の回転軸線方向に平行な方向の長さの方が大きくなるように形成されている。このように構成すれば、ケーシング部をプロペラ部の回転軸線方向に見た場合の投影面積が大きくなるのを抑制することができるので、水の抵抗が大きくなるのを効果的に抑制することができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ケーシング部のモータ制御部が配置される近傍には、外部に露出した放熱部が設けられている。このように構成すれば、モータ制御部の熱を放熱部を介して容易に外部（水中）に放出することができるので、モータ制御部を効果的に冷却することができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、モータ制御部は、プロペラ部の回転軸線方向と略平行に延びるように配置された基板上に設けられており、ケーシング部は、基板が延びる方向に沿って延びる細長形状に形成されている。このように構成すれば、モータ制御部が設けられた基板を細長形状のケーシング部に容易に収容することができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ケーシング部は、プロペラ部の回転軸線方向に沿って流線型形状に形成されている。このように構成すれば、ケーシング部の水の抵抗を効果的に小さくすることができるので、ケーシング部を設けたとしても、効率よく船舶を推進させることができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、モータ制御部は、モータドライバおよびインバータのうち少なくとも一方を含む。このように構成すれば、モータドライバおよびインバータのうち少なくとも一方を、水中に配置されるケーシング部内に収容することができるので、モータドライバおよびインバータを効果的に冷却することができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ダクトは、プロペラ部の回転軸線方向に沿って断面形状が変化するように形成されている。このように構成すれば、ダクト内を流れる流体を整流することができるので、効率よく推進力を発生させることができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、羽根は、３枚以上８枚以下設けられている。このように構成すれば、リムの径方向内方に３枚以上８枚以下の羽根をバランスよく配置することができるので、船舶推進装置を効率よく動作させることができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ダクトの上方に配置され、ダクトを転舵させる転舵機構をさらに備え、ケーシング部は、ダクトと転舵機構との間に配置されている。このように構成すれば、転舵機構によりダクトを容易に転舵させることができる。水面からの空気の巻き込みを抑制するために、ダクトを水面から下方に離して配置する場合に、ダクトと転舵機構との間のスペースを有効に活用して、ケーシング部を配置することができる。

この場合、好ましくは、転舵機構は、前後進方向に沿って流線型形状に形成されている。このように構成すれば、転舵機構の水の抵抗を効果的に小さくすることができるので、より効率よく船舶を推進させることができる。

上記転舵機構を備える構成において、好ましくは、転舵機構は、電動モータを含み、電動モータの駆動によりステアリングシャフトを回動させるように構成されている。このように構成すれば、電動モータを駆動させることにより、容易にダクトを転舵させることができる。

上記転舵機構を備える構成において、好ましくは、転舵機構の上面は、船体に取り付けられるブラケットに固定されている。このように構成すれば、転舵機構を船体に確実に取り付けることができる。

この場合、好ましくは、ブラケットは、船体取付部と、推進装置取付部とを含む。このように構成すれば、船体取付部を船体に固定することができるとともに、推進装置取付部に船舶推進装置を固定することができるので、船舶推進装置を確実に船体に取り付けることができる。

上記一の局面による船舶推進装置において、好ましくは、ダクトの上方に接続され、ステアリングシャフトを囲むように配置されたダクト接続部をさらに備え、ダクト接続部は、ステアリングシャフトが内部空間に配置された筐体部と、筐体部の上端の筐体部とステアリングシャフトとの間の内部空間に配置されたカラーと、ステアリングシャフトが配置された内部空間と外部とを連通するとともに、カラーよりも下方に設けられた貫通孔とを含んでいる。このように構成すれば、ダクト接続部に上面から異物が侵入するのをカラーにより抑制することができる。ダクト接続部に異物が侵入した場合でも、下方に設けられた貫通孔から排出することができる。これらにより、ダクト接続部に異物が堆積するのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、カラーの内周または外周の隙間の径方向の長さは、貫通孔の内径よりも小さい。このように構成すれば、カラーの内周または外周の隙間から異物が侵入した場合でも、隙間より大きい内径を有する貫通孔から容易に排出することができる。

本発明によれば、上記のように、配線が煩雑になるのを抑制しながら、装置が大型化するのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態による船舶推進装置を備えた船舶を示した図である。 本発明の第１実施形態による船舶推進装置の制御的な構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による船舶推進装置の背面図である。 本発明の第１実施形態による船舶推進装置の側面断面図である。 本発明の第１実施形態による船舶推進装置を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態による船舶推進装置およびブラケットを示した斜視図である。 １１０−１１０線に沿った断面図である。 １２０−１２０線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態による船舶推進装置およびブラケットを示した斜視図である。 本発明の第３実施形態による船舶推進装置の制御的な構成を示したブロック図である。 本発明の第３実施形態による船舶推進装置を示した分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による船舶推進装置のダクトを一部を示した断面図である。 本発明の第３実施形態による船舶推進装置のダクト接続部を示した断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例による船舶推進装置およびブラケットを示した斜視図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による船舶推進装置１００の構成について説明する。なお、図中、ＦＷＤは、船舶の前進方向を示しており、ＢＷＤは、船舶の後進方向を示している。図中、Ｒは、船舶の右舷（スターボード）方向を示しており、Ｌは、船舶の左舷（ポートサイド）方向を示している。

船舶推進装置１００は、図1に示すように、船体２００を推進させる電動推進器を含む。船舶推進装置１００は、筒状のダクト１と、プロペラ部２と、ステアリングシャフト３と、ケーシング部４と、モータ制御部５と、転舵機構６とを備えている。ダクト１は、図２および図４に示すように、ステータ部１１を含んでいる。プロペラ部２は、図４に示すように、リム２１と、羽根２２とを含んでいる。リム２１は、ロータ部２３を有している。図２に示すように、ステータ部１１と、ロータ部２３とによりモータ１０（スイッチドリラクタンスモータ）を構成する。

船舶推進装置１００は、図１および図６に示すように、ブラケット７を介して船体２００に取り付けられている。図２に示すように、船体２００には、バッテリ８と、リモコン９ａと、ステアリングホイール９ｂとが設けられている。船舶推進装置１００（モータ１０）は、モータ制御部５に接続されている。モータ制御部５には、バッテリ８と、リモコン９ａとがさらに接続されている。モータ制御部５は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）５１と、モータドライバ５２と、インバータ５３とを含んでいる。

船舶推進装置１００（ダクト１）は、図１に示すように、プロペラ部２の回転軸線Ａと交差する転舵軸線Ｂ周りに回動可能である。船舶推進装置１００は、転舵機構６により、転舵（回動）される。転舵機構６は、図２に示すように、電動モータ６１と、舵角センサ６２とを含んでいる。転舵機構６は、ステアリングシャフト３を回動させることにより、ダクト１およびケーシング部４を転舵させる。転舵機構６は、バッテリ８と、ステアリングホイール９ｂとに接続されている。

船舶推進装置１００は、図２に示すように、リモコン９ａの操作により、推進力の大きさが調整される。船舶推進装置１００は、ステアリングホイール９ｂの操作により、推進力の方向（ダクト１の方向）が調整される。つまり、ステアリングホイール９ｂが操縦されることにより、船舶推進装置１００の向きが変更されて、船体２００の舵が操作される。

図３および図４に示すように、ダクト１は、筒状に形成されている。ダクト１は、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って断面形状が変化するように形成されている。つまり、ダクト１は、Ｘ１方向が外方に広がって形成され、Ｘ２方向が徐々に狭められて形成されている。ダクト１は、内表面から径方向外方に向けて凹んた周状の凹部が形成されている。凹部には、プロペラ部２が収容されている。具体的には、プロペラ部２は、ダクト１の凹部に沿って設けられた流体軸受を介してダクト１に回転可能に支持されている。

ダクト１の凹部の外周には、ステータ部１１が配置されている。ステータ部１１は、巻線を含む。ステータ部１１は、巻線に電力が供給されることにより、磁界が発生される。巻線は、筒状のダクト１の凹部に沿って周状に複数配置されている。複数の巻線には回転数に同期させて電力がそれぞれ供給される。これにより、プロペラ部２のロータ部２３にステータ部１１の磁力が作用して、プロペラ部２が回転される。

プロペラ部２は、筒状のダクト１の径方向内方に回転可能に配置されている。プロペラ部２のリム２１は、羽根２２の外方に筒状に設けられている。羽根２２は、リム２１の内表面からリム２１の径方向内方に形成されている。羽根２２は、図３に示すように、円周方向に沿って等間隔（９０度おき）に４枚設けられている。羽根２２は、翼形状を有している。

ロータ部２３は、リム２１の外方に設けられている。ロータ部２３は、ダクト１のステータ部１１と対向する位置に配置されている。具体的には、ロータ部２３と、ステータ部１１とは、半径方向に所定の間隔を隔てて対向している。つまり、ステータ部１１およびロータ部２３とにより構成されるモータ１０は、ラジアルギャップ型のモータである。ロータ部２３は、透磁率が大きい部分と透磁率が小さい部分とが周状に交互に配置されている。つまり、ロータ部２３には、ステータ部１１から発生する磁力によりリラクタンストルクが発生する。これにより、ロータ部２３（リム２１）が回転する。

ステアリングシャフト３は、図３および図４に示すように、ダクト１を転舵可能に支持している。具体的には、ステアリングシャフト３は、円すいころ軸受３１を介して転舵機構６に回動可能に支持されている。ステアリングシャフト３は、円筒ころ軸受３２を介して、ダクト１に一体的に設けられたケーシング部４を支持している。ステアリングシャフト３は、中空形状に形成されている。ステアリングシャフト３の中空形状の内部には、ステータ部１１に電力を供給する配線、モータ制御部５とバッテリ８とを接続する配線、リモコン９ａとモータ制御部５とを接続する配線、ステアリングホイール９ｂと転舵機構６とを接続する配線が収容されている。

ステアリングシャフト３には、シール３３および３４が設けられており、ケーシング部４内、転舵機構６内、ステータ部１１への浸水が防止されている。具体的には、ステアリングシャフト３と転舵機構６との間にシール３３が設けられている。ステアリングシャフト３とケーシング部４との間にシール３４が設けられている。

ここで、第１実施形態では、ケーシング部４は、ステアリングシャフト３とは別個に設けられ、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って延びるように形成されている。ケーシング部４内には、モータ制御部５が配置されている。ケーシング部４は、ダクト１とともに転舵可能にダクト１に固定されている。具体的には、ケーシング部４は、ダクト１と一体的に設けられている。

ケーシング部４は、ダクト１の上方に配置されている。具体的には、ケーシング部４は、ダクト１と転舵機構６との間に配置されている。ケーシング部４は、少なくとも一部がステアリングシャフト３よりも後方に配置されている。ケーシング部４は、少なくとも一部がダクト１の後端よりも後方に延びるように形成されている。具体的には、ケーシング部４は、平面視においてプロペラ部２の回転軸線Ａ方向に垂直な方向の長さよりもプロペラ部２の回転軸線Ａ方向に平行な方向の長さの方が大きくなるように形成されている。つまり、ケーシング部４は、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向と平行でかつ上下方向と平行な面に沿って延びるように形成されている。ケーシング部４は、スケグとしての機能を有している。言い換えると、ケーシング部４は、船体２００の航行性を安定させるフィンとしても作用する。

ケーシング部４は、図７に示すように、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って流線型形状に形成されている。具体的には、ケーシング部４は、Ｘ方向に相対的に流れる水に対して抵抗が小さくなるように流線型形状に形成されている。

ケーシング部４は、図７に示すように、放熱部４１と、蓋部４２とを含んでいる。放熱部４１は、ケーシング部４のモータ制御部５が配置される近傍に、外部に露出した状態で配置されている。放熱部４１は、モータ制御部５の熱を外部に放出するように設けられている。放熱部４１は、アルミニウムなどの金属材料により形成されている。放熱部４１の外表面には、Ｘ方向に沿って延びる複数のフィンが形成されている。これにより、表面積を大きくすることができるので、効率よく放熱することが可能である。放熱部４１は、ケーシング部４の左右方向の一方に設けられている。蓋部４２は、ケーシング部４の左右方向の他方に設けられている。

蓋部４２は、ケーシング部４内にモータ制御部５を出し入れするために設けられている。蓋部４２は、モータ制御部５を覆うように設けられている。放熱部４１および蓋部４２は、シールを介してケーシング部４に取り付けられている。つまり、ケーシング部４は、放熱部４１および蓋部４２が取り付けられた状態で、密閉されている。

モータ制御部５は、プロペラ部２（モータ１０）の回転駆動を制御する。具体的には、モータ制御部５は、リモコン９ａの操作に基づいて、モータ１０の回転数を制御する。ＣＰＵ５１は、モータ１０に設けられた回転数検出部１０ａからの信号を受信する。ＣＰＵ５１は、モータドライバ５２およびインバータ５３を介してモータ１０（ステータ部１１）に電力を供給する。

モータ制御部５（ＣＰＵ５１、モータドライバ５２およびインバータ５３）は、基板５ａ上に設けられている。基板５ａは、図５に示すように、平板形状に形成されている。基板５ａは、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向と略平行に延びるように配置されている。つまり、基板５ａは、基板５ａが延びる方向に沿って延びる細長形状に形成されたケーシング部４内に配置されている。基板５ａは、図７に示すように、放熱部４１に接触して配置されている。これにより、ＣＰＵ５１、モータドライバ５２、インバータ５３などの発熱を放熱部４１に効果的に伝達することが可能である。

転舵機構６は、図３〜図５に示すように、ダクト１の上方に配置され、ダクト１を転舵させるために設けられている。転舵機構６の電動モータ６１は、ステアリングホイール９ｂ（図２参照）の操作に基づいて駆動される。電動モータ６１は、バッテリ８からドライバを介して電力が供給されて回転駆動される。電動モータ６１は、図８に示すように、ウォームギア６１ａおよびギア３ａを介して、ステアリングシャフト３を回動させる。電動モータ６１とウォームギア６１ａとの間には、減速機６１ｂが設けられている。減速機６１ｂは、遊星ギアを有している。舵角センサ６２は、ステアリングシャフト３の回動角を検知する。検知されたステアリングシャフト３の回動角がフィードバック制御されて、電動モータ６１が駆動される。

転舵機構６は、外表面が前後進方向に沿って流線型形状に形成されている。図１および図６に示すように、転舵機構６の上面（Ｚ１方向の面）は、船体２００に取り付けられるブラケット７に固定されている。

ブラケット７は、図６に示すように、船舶推進装置１００を支持するとともに、船体２００の後方に取り付けられている。ブラケット７は、船体取付部７１と、推進装置取付部７２とを含んでいる。船体取付部７１は、平板状に形成されている。船体取付部７１は、船体２００の後方のトランサムに取り付けられている。推進装置取付部７２は、船体取付部７１に所定の角度を有して取り付けられている。推進装置取付部７２は、略水平方向の平板状に形成されている。推進装置取付部７２には、船舶推進装置１００が取り付けられている。推進装置取付部７２には、船舶推進装置１００を複数取り付けることが可能である。具体的には、推進装置取付部７２は、船舶推進装置１００を取り付けるための孔部７１１（ボルトの挿通孔）が複数設けられている。船体取付部７１は、エンジンを備える船外機を取り付けるためのブラケットに対応して、複数の孔部７１１が設けられている。船体取付部７１の孔部７１１は、たとえば、船外機のブラケットと同様に、左右方向に約１２．８インチ（約３２７ｍｍ）の間隔を隔て列状に配置されている。これにより、船外機の代わりに船体２００に船舶推進装置１００を容易に取り付けることが可能である。

上記第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、ステアリングシャフト３とは別個に設けられ、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って延びるように形成されたケーシング部４内に、プロペラ部２の回転駆動を制御するモータ制御部５を配置する。これにより、モータ制御部５とモータ１０とを近くに配置することができるので、接続する配線が長くなるのを抑制することができる。その結果、配線が煩雑になるのを抑制することができる。モータ制御部５を大きくした場合でも、ケーシング部４をプロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って大きくすることにより、ケーシング部４内にモータ制御部５を収容することができるので、ステアリングシャフト３の径を大きくする場合と異なり、装置が過度に大型化するのを抑制することができる。これらにより、配線が煩雑になるのを抑制しながら、装置が大型化するのを抑制することが可能な船舶推進装置１００を提供することができる。ケーシング部４をプロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って延びるように形成することにより、水の抵抗が大きくなるのを抑制することができるので、ケーシング部４を設けたとしても、支障なく船舶を推進させることができる。ケーシング部４を水中に配置することができるので、ケーシング部４内に配置されたモータ制御部５を効率よく冷却させることができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４を、ダクト１とともに転舵可能にダクト１に固定する。これにより、ダクト１とケーシング部４とが一体的に転舵されるので、ダクト１を転舵した場合でも、ケーシング部４に起因して水の抵抗が大きくなるのを抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４を、ダクト１と一体的に設ける。これにより、ダクト１とケーシング部４とを別体で設ける場合に比べて、部品点数を減少させることができるとともに、ダクト１とケーシング部４との接合面をなくすことができるので、浸水を効果的に抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４を、ダクト１の上方に配置する。これにより、水面からの空気の巻き込みを抑制するために、ダクト１を水面から下方に離して配置する場合に、ダクト１と水面との間のスペースを有効に活用して、ケーシング部４を配置することができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４を、少なくとも一部がステアリングシャフト３よりも後方になるように配置する。これにより、ケーシング部４をステアリングシャフト３よりも後方に延ばすことができるので、ダクト１とともにケーシング部４を転舵させた場合に、船舶推進装置１００が取り付けられる船体２００にケーシング部４が干渉するのを抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４を、少なくとも一部がダクト１の後端よりも後方に延びるように形成する。これにより、モータ制御部５が大きくなった場合でも、ケーシング部４をダクト１の後端よりも後方に延びるようにして大きくすることができるので、モータ制御部５をケーシング部４に容易に収容することができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４が、スケグとしての機能を有する。これにより、モータ制御部５が配置されたケーシング部４を用いて船舶の操舵性を向上させることができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４を、平面視においてプロペラ部２の回転軸線Ａ方向に垂直な方向の長さよりもプロペラ部２の回転軸線Ａ方向に平行な方向の長さの方が大きくなるように形成する。これにより、ケーシング部４をプロペラ部２の回転軸線Ａ方向に見た場合の投影面積が大きくなるのを抑制することができるので、水の抵抗が大きくなるのを効果的に抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４のモータ制御部５が配置される近傍に、外部に露出した放熱部４１を設ける。これにより、モータ制御部５の熱を放熱部４１を介して容易に外部（水中）に放出することができるので、モータ制御部５を効果的に冷却することができる。

第１実施形態では、上記のように、モータ制御部５を、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向と略平行に延びるように配置された基板５ａ上に設け、ケーシング部４を、基板５ａが延びる方向に沿って延びる細長形状に形成する。これにより、モータ制御部５が設けられた基板５ａを細長形状のケーシング部４に容易に収容することができる。

第１実施形態では、上記のように、ケーシング部４を、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って流線型形状に形成する。これにより、ケーシング部４の水の抵抗を効果的に小さくすることができるので、ケーシング部４を設けたとしても、効率よく船舶を推進させることができる。

第１実施形態では、上記のように、モータ制御部５は、モータドライバ５２およびインバータ５３を含む。これにより、モータドライバ５２およびインバータ５３を、水中に配置されるケーシング部４内に収容することができるので、モータドライバ５２およびインバータ５３を効果的に冷却することができる。

第１実施形態では、上記のように、ダクト１を、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って断面形状が変化するように形成する。これにより、ダクト１内を流れる流体を整流することができるので、効率よく推進力を発生させることができる。

第１実施形態では、上記のように、羽根２２を、３枚以上８枚以下設ける。これにより、リム２１の径方向内方に３枚以上８枚以下の羽根２２をバランスよく配置することができるので、船舶推進装置１００を効率よく動作させることができる。

第１実施形態では、上記のように、ダクト１の上方に配置され、ダクト１を転舵させる転舵機構６を設け、ケーシング部４を、ダクト１と転舵機構６との間に配置する。これにより、転舵機構６によりダクト１を容易に転舵させることができる。水面からの空気の巻き込みを抑制するために、ダクト１を水面から下方に離して配置する場合に、ダクト１と転舵機構６との間のスペースを有効に活用して、ケーシング部４を配置することができる。

第１実施形態では、上記のように、転舵機構６を、前後進方向に沿って流線型形状に形成する。これにより、転舵機構６の水の抵抗を効果的に小さくすることができるので、より効率よく船舶を推進させることができる。

第１実施形態では、上記のように、転舵機構６を、電動モータ６１の駆動によりステアリングシャフト３を回動させるようにする。これにより、電動モータ６１を駆動させることにより、容易にダクト１を転舵させることができる。

第１実施形態では、上記のように、転舵機構６の上面を、船体２００に取り付けられるブラケット７に固定する。これにより、転舵機構６を船体２００に確実に取り付けることができる。

第１実施形態では、上記のように、ブラケット７は、船体取付部７１と、推進装置取付部７２とを含む。これにより、船体取付部７１を船体２００に固定することができるとともに、推進装置取付部７２に船舶推進装置１００を固定することができるので、船舶推進装置１００を確実に船体２００に取り付けることができる。

（第２実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、ケーシング部がダクトの上方に配置されていた上記第１実施形態とは異なり、ケーシング部がダクトの後方に配置されている例について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同様の符号を付している。

船舶推進装置３００は、筒状のダクト１と、プロペラ部２と、ステアリングシャフト３と、ケーシング部４ａと、モータ制御部５と、転舵機構６とを備えている。

ここで、第２実施形態では、ケーシング部４ａは、ステアリングシャフト３とは別個に設けられ、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って延びるように形成されている。ケーシング部４ａ内には、モータ制御部５が配置されている。ケーシング部４ａは、少なくとも一部がダクト１の後端よりも後方に延びるように形成されている。ケーシング部４ａは、プロペラ部２の回転軸線Ａ上におけるダクト１の後方においてダクト１に固定されている。具体的には、ケーシング部４ａは、ダクト１の後方において、上下方向（Ｚ方向）に延びるように形成されている。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ステアリングシャフト３とは別個に設けられ、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って延びるように形成されたケーシング部４ａ内に、プロペラ部２の回転駆動を制御するモータ制御部５を配置する。これにより、配線が煩雑になるのを抑制しながら、装置が大型化するのを抑制することができる。

第２実施形態では、上記のように、ケーシング部４ａを、プロペラ部２の回転軸線Ａ上におけるダクト１の後方においてダクト１に固定する。これにより、ダクト１から吐出される水流をケーシング部４ａにより整流することができるので、より効率よく船舶を推進させることができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図１０〜図１３を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、ステアリングシャフトを囲むように配置されたダクト接続部にカラーを設けた例について説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所には同様の符号を付している。

船舶推進装置４００は、図１０に示すように、筒状のダクト１と、プロペラ部２（図１１参照）と、ステアリングシャフト３と、ケーシング部４ｂと、モータ制御部５と、転舵機構６とを備えている。

ここで、第３実施形態では、図１０に示すように、船体２００に設けられたリモコン９ａは、ＣＰＵ９１を含んでいる。ＣＰＵ９１は、モータ制御部５に接続されている。ＣＰＵ９１は、モータ制御部５を介して、プロペラ部２（モータ１０）の回転駆動を制御する。具体的には、ＣＰＵ９１は、リモコン９ａの操作に基づいて、モータ１０の回転数を制御する。ＣＰＵ９１は、モータ１０に設けられた回転数検出部１０ａからの信号を受信する。ＣＰＵ９１は、モータ制御部５（モータドライバ５２およびインバータ５３）を介してモータ１０（ステータ部１１）に電力を供給する。

ＣＰＵ９１は、ステアリングホイール９ｂの操作に基づいて、転舵機構６を制御する。ＣＰＵ９１は、モータ制御部５を介して転舵機構６に電力を供給する。つまり、ＣＰＵ９１は、ステアリングホイール９ｂの操作に基づいて、モータ制御部５を介して転舵機構６により、ダクト１を転舵させる制御を行う。これにより、船体２００に設けられたＣＰＵ９１により、集中して操船操作を制御することが可能である。

ここで、第３実施形態では、ケーシング部４ｂは、ステアリングシャフト３とは別個に設けられ、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向（図１参照）に沿って延びるように形成されている。ケーシング部４ｂ内には、モータ制御部５が配置されている。ケーシング部４ｂは、ダクト１とともに転舵可能にダクト１に固定されている。具体的には、図１１に示すように、ケーシング部４ｂは、ダクト１の上方に接続され、ステアリングシャフト３を囲むように配置されたダクト接続部４３に取り付けられるように構成されている。詳しくは、ケーシング部４ｂは、ダクト接続部４３の後方に着脱可能に取り付けられるように構成されている。

ダクト１は、図１１および図１２に示すように、中央部１２と、前方部１３と、後方部１４とに分割可能に構成されている。中央部１２には、ステータ部１１（図１０参照）が配置されている。中央部１２は、ダクト接続部４３の下方に接続されている。中央部１２とダクト接続部４３とは、一体的に形成されている。

中央部１２と、前方部１３と、後方部１４とが分離された状態で、中央部１２にプロペラ部２が取り付けられるように構成されている。前方部１３は、中央部１２の前方に接続されている。前方部１３は、中央部１２の内周に設けられたネジ部と、前方部１３の外周に設けられたネジ部とが係合することにより、中央部１２に固定される。後方部１４は、中央部１２の後方に接続されている。後方部１４は、中央部１２の内周に設けられたネジ部と、後方部１４の外周に設けられたネジ部とが係合することにより、中央部１２に固定される。

ダクト接続部４３は、図１１に示すように、ダクト１の上方に接続されている。ダクト接続部４３は、ステアリングシャフト３を囲むように配置されている。ダクト接続部４３は、筐体部４３１と、カラー４３２と、貫通孔４３３とを含んでいる。筐体部４３１は、図１３に示すように、内部空間４３ａを有している。ステアリングシャフト３は、筐体部４３１の内部空間４３ａに配置されている。具体的には、筐体部４３１の内部空間４３ａには、転舵機構６の筐体の下部と、転舵機構６の筐体の内部に配置されたステアリングシャフト３とが配置されている。

ここで、第３実施形態では、カラー４３２は、筐体部４３１の上端の筐体部４３１とステアリングシャフト３との間の内部空間４３ａに配置されている。カラー４３２は、ダクト接続部４３の内部空間４３ａに通じる開口面積を小さくするために設けられている。カラー４３２は、筐体部４３１と、転舵機構６の筐体との間に配置されている。カラー４３２は、円環状に形成されている。カラー４３２は、樹脂により形成されている。カラー４３２は、外周部が筐体部４３１に接するように圧入されている。カラー４３２の内周または外周の隙間の径方向の長さｄ２は、貫通孔４３３の内径ｄ１よりも小さくなるように構成されている。

貫通孔４３３は、ステアリングシャフト３が配置された内部空間４３ａと外部とを連通するように構成されている。貫通孔４３３は、カラー４３２よりも下方（Ｚ２方向）に設けられている。貫通孔４３３は、ダクト接続部４３の左方に１つ、右方に１つの計２つ設けられている。貫通孔４３３は、筐体部４３１の内部空間４３ａの下端近傍に設けられている。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ステアリングシャフト３とは別個に設けられ、プロペラ部２の回転軸線Ａ方向に沿って延びるように形成されたケーシング部４ｂ内に、プロペラ部２の回転駆動を制御するモータ制御部５を配置する。これにより、配線が煩雑になるのを抑制しながら、装置が大型化するのを抑制することができる。

第３実施形態では、上記のように、ダクト接続部４３は、ステアリングシャフト３が内部空間４３ａに配置された筐体部４３１と、筐体部４３１の上端の筐体部４３１とステアリングシャフト３との間の内部空間４３ａに配置されたカラー４３２と、ステアリングシャフト３が配置された内部空間４３ａと外部とを連通するとともに、カラー４３２よりも下方に設けられた貫通孔４３３とを含む。これにより、ダクト接続部４３に上面から異物が侵入するのをカラー４３２により抑制することができる。ダクト接続部４３に異物が侵入した場合でも、下方に設けられた貫通孔４３３から排出することができる。これらにより、ダクト接続部４３に異物が堆積するのを抑制することができる。

第３実施形態では、上記のように、カラー４３２の内周または外周の隙間の径方向の長さｄ２を、貫通孔４３３の内径ｄ１よりも小さくなるように構成する。これにより、カラー４３２の内周または外周の隙間から異物が侵入した場合でも、隙間より大きい内径を有する貫通孔４３３から容易に排出することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、船舶推進装置が船体に１つ設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、船体に複数の船舶推進装置が設けられていてもよい。たとえば、図１０に示す変形例のように、船体２００に、２つの船舶推進装置１００が設けられていてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、ケーシング部が上下方向および前後方向に延びる細長形状に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ケーシング部が左右方向および前後方向（水平方向）に延びる細長形状に形成されていてもよい。この場合、ケーシング部が、プロペラ部の駆動時の空気の巻き込みを抑制するキャビテーションプレートとして機能してもよい。

上記第１および第２実施形態では、モータ制御部が、ＣＰＵ、モータドライバおよびインバータを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、モータ制御部が、モータドライバおよびインバータの少なくとも一方を含んでいればよい。

上記第１〜第３実施形態では、ダクトを転舵機構によりで転舵させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ティラーハンドルなどを設けて、ダクト（船舶推進装置）を手動で転舵させてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、転舵機構が電動により駆動される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、転舵機構を油圧により駆動させてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、ステアリングホイールおよびリモコンの操作に基づいて、船舶推進装置を操縦する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ジョイスティックなどの操作に基づいて、船舶推進装置を操縦してもよい。

上記第１〜第３実施形態では、プロペラ部に４枚の羽根を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、羽根は、３枚以下であってもよいし、５枚以上であってもよい。

上記第１〜第３実施形態では、プロペラ部の回転軸線上にシャフトを設けていない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、プロペラ部の回転軸線上に羽根に接続されたシャフトを設けてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、ステータ部とロータ部とにより構成されるモータがラジアルギャップ型のモータである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ステータ部とロータ部とが回転軸線方向において対向するように配置されるアキシャルギャップ型のモータとしてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、ステータ部とロータ部とにより構成されるモータがリラクタンストルク式のモータである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ロータ部に複数の永久磁石を設けた永久磁石式のモータとしてもよい。

上記第１〜第３実施形態では、船体の後方に船舶推進装置が取り付けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の船舶推進装置を船体の前方または側方に取り付けて用いてもよい。

１ ダクト
２ プロペラ部
３ ステアリングシャフト
４、４ａ ケーシング部
５ モータ制御部
５ａ 基板
６ 転舵機構
７ ブラケット
１１ ステータ部
２１ リム
２２ 羽根
２３ ロータ部
４１ 放熱部
４３ ダクト接続部
４３ａ 内部空間
６１ 電動モータ
７１ 船体取付部
７２ 推進装置取付部
１００、３００、４００ 船舶推進装置
２００ 船体
４３１ 筐体部
４３２ カラー
４３３ 貫通孔

Claims (21)

1. ステータ部を含むダクトと、
   前記ステータ部と対向する位置に配置されるロータ部を有するリムと、前記リムの径方向内方に形成された羽根とを含むプロペラ部と、
   前記ダクトを転舵可能に支持するステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトとは別個に設けられ、前記プロペラ部の回転軸線方向に沿って延びるように形成されたケーシング部と、
   前記ケーシング部内に配置され、前記プロペラ部の回転駆動を制御するモータ制御部とを備え、
   前記ケーシング部は、前記ダクトとともに転舵可能に前記ダクトに固定されている、船舶推進装置。
2. 前記ケーシング部は、前記ダクトと一体的に設けられている、請求項１に記載の船舶推進装置。
3. 前記ケーシング部は、前記ダクトの上方に配置されている、請求項１または２に記載の船舶推進装置。
4. 前記ケーシング部は、少なくとも一部が前記ステアリングシャフトよりも後方に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
5. 前記ケーシング部は、少なくとも一部が前記ダクトの後端よりも後方に延びるように形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
6. 前記ケーシング部は、前記プロペラ部の回転軸線上における前記ダクトの後方において前記ダクトに固定されている、請求項５に記載の船舶推進装置。
7. 前記ケーシング部は、スケグとしての機能を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
8. 前記ケーシング部は、平面視において前記プロペラ部の回転軸線方向に垂直な方向の長さよりも前記プロペラ部の回転軸線方向に平行な方向の長さの方が大きくなるように形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
9. 前記ケーシング部の前記モータ制御部が配置される近傍には、外部に露出した放熱部が設けられている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
10. 前記モータ制御部は、前記プロペラ部の回転軸線方向と略平行に延びるように配置された基板上に設けられており、
    前記ケーシング部は、前記基板が延びる方向に沿って延びる細長形状に形成されている、請求項１〜９のいずれか1項に記載の船舶推進装置。
11. 前記ケーシング部は、前記プロペラ部の回転軸線方向に沿って流線型形状に形成されている、請求項１〜１０のいずれか1項に記載の船舶推進装置。
12. 前記モータ制御部は、モータドライバおよびインバータのうち少なくとも一方を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
13. 前記ダクトは、前記プロペラ部の回転軸線方向に沿って断面形状が変化するように形成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
14. 前記羽根は、３枚以上８枚以下設けられている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
15. 前記ダクトの上方に配置され、前記ダクトを転舵させる転舵機構をさらに備え、
    前記ケーシング部は、前記ダクトと前記転舵機構との間に配置されている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
16. 前記転舵機構は、前後進方向に沿って流線型形状に形成されている、請求項１５に記載の船舶推進装置。
17. 前記転舵機構は、電動モータを含み、前記電動モータの駆動により前記ステアリングシャフトを回動させるように構成されている、請求項１５または１６に記載の船舶推進装置。
18. 前記転舵機構の上面は、船体に取り付けられるブラケットに固定されている、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
19. 前記ブラケットは、船体取付部と、推進装置取付部とを含む、請求項１８に記載の船舶推進装置。
20. 前記ダクトの上方に接続され、前記ステアリングシャフトを囲むように配置されたダクト接続部をさらに備え、
    前記ダクト接続部は、前記ステアリングシャフトが内部空間に配置された筐体部と、前記筐体部の上端の前記筐体部と前記ステアリングシャフトとの間の前記内部空間に配置されたカラーと、前記ステアリングシャフトが配置された前記内部空間と外部とを連通するとともに、前記カラーよりも下方に設けられた貫通孔とを含んでいる、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の船舶推進装置。
21. 前記カラーの内周または外周の隙間の径方向の長さは、前記貫通孔の内径よりも小さい、請求項２０に記載の船舶推進装置。

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