特開 2024-50232 船舶のプロペラ推進装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024050232

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】船舶のプロペラ推進装置

(51)【国際特許分類】

   B63H 5/10 20060101AFI20240403BHJP

   B63H 20/00 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

B63H5/10

B63H20/00 823

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022156963

(22)【出願日】2022-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】福井 崇裕

(57)【要約】

【課題】船舶の船速に拘らず電動機の駆動力を効率良く利用することができる船舶のプロペラ推進装置を提供する。
【解決手段】プロペラ推進装置は、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第１の電動機、第２の電動機、制御部、記憶部を備えている。第２のプロペラは、第１のプロペラと同軸に配置されて第１のプロペラと逆向きに回転する。第１のプロペラは第１の電動機によって駆動され、第２のプロペラは第２の電動機によって駆動される。記憶部は、第１の電動機、及び、第２の電動機の合計消費電力が最適値となる船速毎の第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせを記憶する。制御部は、船舶の運航時に、船速毎に合計消費電力が最適値となるように、記記憶部のデータに基づいて第1の電動機と第２の電動機を夫々制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のプロペラと、
前記第１のプロペラと同軸に配置されて前記第１のプロペラと逆向きに回転する第２のプロペラと、
前記第１のプロペラを駆動する第１の電動機と、
前記第２のプロペラを駆動する第２の電動機と、
前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御する制御部と、
前記第１の電動機、及び、前記第２の電動機の合計消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転数の組み合わせを記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、船舶の運航時に、船速毎に前記合計消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御することを特徴とする船舶のプロペラ推進装置。

【請求項2】

前記最適値は、予め設定した閾値以下となる値であることを特徴とする請求項１に記載の船舶のプロペラ推進装置。

【請求項3】

船舶の運航を制御する運航制御装置をさらに備え、
前記運航制御装置は、
前記合計消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転数の組み合わせを較正して前記記憶部に記憶させるキャリブレーション運航モードと、
船速毎に前記合計消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記第1の電動機と前記第２の電動機を前記制御部によって夫々制御させる通常運航モードと、を有し、
前記運航制御装置は、船舶の運航状況に応じて、前記通常運航モードと前記キャリブレーション運航モードとに切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶のプロペラ推進装置。

【請求項4】

前記運航制御装置は、少なくとも前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの少なくとも一方が交換されたときに、前記通常運航モードから前記キャリブレーション運航モードに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の船舶のプロペラ推進装置。

【請求項5】

前記運航制御装置は、定期的に前記通常運航モードから前記キャリブレーション運航モードに切り替えることを特徴とする請求項３または４に記載の船舶のプロペラ推進装置。

【請求項6】

第１のプロペラと、
前記第１のプロペラと同軸に配置されて前記第１のプロペラと逆向きに回転する第２のプロペラと、
前記第１のプロペラを駆動する第１の電動機と、
前記第２のプロペラを駆動する第２の電動機と、
前記第１の電動機と前記第２の電動機に電力を供給するバッテリと、
前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御する制御部と、
前記第１の電動機、及び、前記第２の電動機の合計消費電力が最適値となる船速と前記バッテリの残容量毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転数の組み合わせを記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、船舶の運航時に、船速と前記バッテリの残容量毎に前記合計消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御することを特徴とする船舶のプロペラ推進装置。

【請求項7】

前記最適値は、予め設定した閾値以下となる値であることを特徴とする請求項６に記載の船舶のプロペラ推進装置。

【請求項8】

第１のプロペラと、
前記第１のプロペラと同軸に配置されて前記第１のプロペラと同方向に同期回転する第２のプロペラと、
前記第１のプロペラと前記第２のプロペラを駆動する電動機と、
前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転位相差を調整する位相操作アクチュエータと、
前記電動機と前記位相操作アクチュエータを夫々制御する制御部と、
前記電動機の消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転位相差を記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、船舶の運航時に、船速毎に前記消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記位相操作アクチュエータを制御することを特徴とする船舶のプロペラ推進装置。

【請求項9】

前記最適値は、予め設定した閾値以下となる値であることを特徴とする請求項８に記載の船舶のプロペラ推進装置。

【請求項10】

船舶の運航を制御する運航制御装置をさらに備え、
前記運航制御装置は、
前記電動機の消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転位相差を前記記憶部に記憶させるキャリブレーション運航モードと、
船速毎に前記消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記位相操作アクチュエータを前記制御部によって制御させる通常運航モードと、を有し、
前記運航制御装置は、船舶の運航状況に応じて、前記通常運航モードと前記キャリブレーション運航モードとに切り替えることを特徴とする請求項８または９に記載の船舶のプロペラ推進装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、船舶のプロペラ推進装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

船舶のプロペラ推進装置として、一方向に回転する前側のプロペラと、前側のプロペラと逆向きに回転する後側のプロペラが同軸に配置された二重反転プロペラが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

【0003】

特許文献１，２に記載の二重反転プロペラは、前側のプロペラと後側のプロペラが同軸に配置されるとともに、これらのプロペラがエンジンの駆動力を受けて夫々逆向きに回転する。このような二重反転プロペラは、前側のプロペラが作り出す旋回流を後側のプロペラが作り出す逆向きの旋回流によって打ち消す。
これにより、二重反転プロペラでは、前側のプロペラが作り出す旋回流を後側のプロペラで回収し、駆動力を効率良く船舶の推進力として利用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１９０６７３号公報

【特許文献2】特開２０１５－２０２８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来のプロペラ推進装置（二重反転プロペラ）は、エンジンの駆動力をギヤ機構によって前後のプロペラに振り分けている。このため、前側のプロペラと後側のプロペラは、常に一定の速度、若しくは、一定の速度比で回転駆動される。このことから、船舶の船速によっては、エンジンで発生した駆動力を効率良く利用できない場合がある。

【0006】

近年、プロペラ推進装置の駆動源として、エンジンに代えて電動機が用いられることがある。上述のような二重反転プロペラを利用したプロペラ推進装置においても、駆動源として電動機を用いることを検討している。しかし、この場合、従来のプロペラ推進装置と同様に、前側のプロペラと後側のプロペラを常に一定の速度、若しくは、一定の速度比で回転駆動すると、船舶の船速によっては、電動機の駆動力を効率良く利用できなくなる。そして、電動機の駆動力を効率良く利用できなくなると、バッテリの消費電力が大きくなり、船舶の航行可能な距離が短縮される。

【0007】

また、プロペラ推進装置として、同方向に同期回転する前後二つのプロペラを、回転位相が一定角度ずれるように連結した二重プロペラが知られている。このプロペラ推進装置は、前側のプロペラで発生する旋回流を、前側のプロペラと回転位相のずれた後側のプロペラの回転によって整流する。

【0008】

この種の二重プロペラを用いるプロペラ推進装置の場合も、上記の二重反転プロペラと同様に、船舶の船速によっては駆動力を効率良く利用できなくなることがある。このため、この種のプロペラ推進装置においても、駆動源として電動機を用いる場合には、船舶の船速によってはバッテリの消費電力が大きくなることが懸念される。

【0009】

そこで本発明は、船舶の船速に拘らず電動機の駆動力を効率良く利用することができる船舶のプロペラ推進装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る船舶のプロペラ推進装置は、第１のプロペラ（例えば、実施形態の第１のプロペラ１６Ｆ）と、前記第１のプロペラと同軸に配置されて前記第１のプロペラと逆向きに回転する第２のプロペラ（例えば、実施形態の第２のプロペラ１６Ｓ）と、前記第１のプロペラを駆動する第１の電動機（例えば、実施形態の第１の電動機１１Ｆ）と、前記第２のプロペラを駆動する第２の電動機（例えば、実施形態の第２の電動機１１Ｓ）と、前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御する制御部（例えば、実施形態の制御部１４）と、前記第１の電動機、及び、前記第２の電動機の合計消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転数の組み合わせを記憶する記憶部（例えば、実施形態の記憶部２５）と、を備え、前記制御部は、船舶の運航時に、船速毎に前記合計消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御することを特徴とする。

【0011】

上記の構成において、記憶部には、船舶のキャリブレーション運航時のデータ収集等により、第１の電動機と第２の電動機の合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせが記憶される。船舶の通常航行時には、記憶された記憶部のデータに基づいて、船舶の目標速度に適した第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせが選択され、制御装置によって第1の電動機と第２の電動機が制御される。この結果、第１の電動機と第２の電動機の合計消費電力が船舶の航行速度に応じた最適値となるように各プロペラの回転が制御される。

【0012】

前記最適値は、予め設定した閾値以下となる値であっても良い。

【0013】

上記の船舶のプロペラ推進装置は、船舶の運航を制御する運航制御装置（例えば、実施形態の運航制御装置１８）をさらに備え、前記運航制御装置は、前記合計消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転数の組み合わせを較正して前記記憶部に記憶させるキャリブレーション運航モードと、船速毎に前記合計消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記第1の電動機と前記第２の電動機を前記制御部によって夫々制御させる通常運航モードと、を有し、前記運航制御装置は、船舶の運航状況に応じて、前記通常運航モードと前記キャリブレーション運航モードとに切り替えるようにしても良い。

【0014】

この場合、例えば、船舶のキャリブレーション運航を行っても安全上問題のない運航環境のときに、通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替える。これにより、船舶の安全な運航を確保しつつ、第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせの較正データを収集することができる。

【0015】

前記運航制御装置は、少なくとも前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの少なくとも一方が交換されたときに、前記通常運航モードから前記キャリブレーション運航モードに切り替えるようにしても良い。

【0016】

この場合、第１のプロペラと第２のプロペラの少なくとも一方が交換されると、第１の電動機と第２の電動機の合計消費電力が最適値となる第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせが変化する。このため、第１のプロペラと第２のプロペラの少なくとも一方が交換されたタイミングでキャリブレーシュン運航モードに切り替えることにより、第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせの較正データを最新のものに変更して通常運航を行うことができる。

【0017】

前記運航制御装置は、定期的に前記通常運航モードから前記キャリブレーション運航モードに切り替えるようにしても良い。

【0018】

この場合、定期的に通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替えることにより、第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせの較正データを常に最新のものに変更して通常運航を行うことができる。

【0019】

本発明の他の態様に係る船舶のプロペラ推進装置は、第１のプロペラ（例えば、実施形態の第１のプロペラ１６Ｆ）と、前記第１のプロペラと同軸に配置されて前記第１のプロペラと逆向きに回転する第２のプロペラ（例えば、実施形態の第２のプロペラ１６Ｓ）と、前記第１のプロペラを駆動する第１の電動機（例えば、実施形態の第１の電動機１１Ｆ）と、前記第２のプロペラを駆動する第２の電動機（例えば、実施形態の第２の電動機１１Ｓ）と、前記第１の電動機と前記第２の電動機に電力を供給するバッテリ（例えば、実施形態のバッテリ１９）と、前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御する制御部（例えば、実施形態の制御部１４）と、前記第１の電動機、及び、前記第２の電動機の合計消費電力が最適値となる船速と前記バッテリの残容量毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転数の組み合わせを記憶する記憶部（例えば、実施形態の記憶部２５）と、を備え、前記制御部は、船舶の運航時に、船舶の船速と前記バッテリの残容量毎に前記合計消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記第1の電動機と前記第２の電動機を夫々制御することを特徴とする。

【0020】

上記の構成において、記憶部には、船舶のキャリブレーション運航時のデータ収集等により、第１の電動機と第２の電動機の合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速とバッテリの残容量毎の第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせが記憶される。船舶の通常航行時には、記憶された記憶部のデータに基づいて、船舶の目標速度と現在のバッテリ残容量に適した第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせが選択され、制御装置によって第1の電動機と第２の電動機が制御される。この結果、第１の電動機と第２の電動機の合計消費電力が船舶の航行速度と現在のバッテリ残容量に応じた最適値となるように各プロペラの回転が制御される。

【0021】

前記最適値は、予め設定した閾値以下となる値であっても良い。

【0022】

本発明のさらに他の態様に係る船舶のプロペラ推進装置は、第１のプロペラ（例えば、実施形態の第１のプロペラ１１６Ｆ）と、前記第１のプロペラと同軸に配置されて前記第１のプロペラと同方向に同期回転する第２のプロペラ（例えば、実施形態の第２のプロペラ１１６Ｓ）と、前記第１のプロペラと前記第２のプロペラを駆動する電動機（例えば、実施形態の電動機１１１）と、前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転位相差を調整する位相操作アクチュエータ（例えば、実施形態の位相操作アクチュエータ４０）と、前記電動機と前記位相操作アクチュエータを夫々制御する制御部（例えば、実施形態の制御部１１４）と、前記電動機の消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転位相差を記憶する記憶部（例えば、実施形態の記憶部２５）と、を備え、前記制御部は、船舶の運航時に、船速毎に前記消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記位相操作アクチュエータを制御することを特徴とする。

【0023】

上記の構成において、記憶部には、船舶のキャリブレーション運航時のデータ収集等により、電動機の消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラと第２のプロペラの回転位相差が記憶される。船舶の通常航行時には、記憶された記憶部のデータに基づいて、船舶の目標速度に適した第１のプロペラと第２のプロペラの回転位相差が選択され、制御装置によって位相操作アクチュエータが制御される。この結果、電動機の消費電力が船舶の航行速度に応じた最適値となるように第１のプロペラと第２のプロペラの回転位相差が調整される。

【0024】

前記最適値は、予め設定した閾値以下となる値であっても良い。

【0025】

前記船舶のプロペラ推進装置は、船舶の運航を制御する運航制御装置をさらに備え、前記運航制御装置は、前記電動機の消費電力が最適値となる船速毎の前記第１のプロペラと前記第２のプロペラの回転位相差を前記記憶部に記憶させるキャリブレーション運航モードと、船速毎に前記消費電力が最適値となるように、前記記憶部のデータに基づいて前記位相操作アクチュエータを前記制御部によって制御させる通常運航モードと、を有し、前記運航制御装置は、船舶の運航状況に応じて、前記通常運航モードと前記キャリブレーション運航モードとに切り替えるようにしても良い。

【0026】

この場合、例えば、船舶のキャリブレーション運転を行っても安全上問題のない運航環境のときに、通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替える。これにより、船舶の安全な運航を確保しつつ、第１のプロペラと第２のプロペラの回転位相差の較正データを収集することができる。

【発明の効果】

【0027】

本発明の一態様に係る船舶のプロペラ推進装置は、船舶の運航時に、制御部が、記憶部に記憶されている船速毎の各プロペラの回転数の組み合わせのデータに基づいて、第1の電動機と第２の電動機を夫々制御する。このため、本態様に係るプロペラ推進装置を採用した場合には、船舶の船速に拘らず電動機の駆動力を効率良く利用することができる。

【0028】

本発明の他の態様に係る船舶のプロペラ推進装置は、船舶の運航時に、制御部が、記憶部に記憶されている船速とバッテリ残容量毎の各プロペラの回転数の組み合わせのデータに基づいて、第1の電動機と第２の電動機を夫々制御する。このため、本態様に係るプロペラ推進装置を採用した場合には、船舶の船速やバッテリの残容量に拘らず電動機の駆動力を効率良く利用することができる。

【0029】

本発明の他の態様に係る船舶のプロペラ推進装置は、船舶の運航時に、記憶部に記憶されている船速毎の回転位相差のデータに基づい、制御部が位相操作アクチュエータを制御する。このため、本態様に係るプロペラ推進装置を採用した場合には、船舶の船速に拘らず電動機の駆動力を効率良く利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、第１実施形態の船舶の模式的な側面図である。

【図2】図２は、第１実施形態のプロペラ推進装置の概略構成図である。

【図3】図３は、船速毎の第１のプロペラと第２のプロペラの回転数の組み合わせと、消費電力の関係を示すマトリックス図である。

【図4】図４は、第２実施形態の船舶の模式的な側面図である。

【図5】図５は、第２実施形態のプロペラ推進装置の概略構成図である。

【図6】図６は、第２実施形態のプロペラ推進装置の第１のプロペラと第２のプロペラの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する各実施形態では、共通部分に同一符号を付し、重複する説明を一部省略するものとする。

【0032】

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のプロペラ推進装置１０を採用する船舶１の模式的な側面図である。図２は、本実施形態のプロペラ推進装置１０の概略構成図である。
船舶１の船体２の後部には、船外機５が取り付けられている。船外機５は、電動式の船外機であり、駆動源として第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓを搭載している。船外機５は、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓを含む駆動関連部品を内部に収容する船外機ケース１２を備えている。船外機ケース１２は図示しない骨格部材に支持されている。骨格部材は、図示しないチルト軸を中心として船体２の後部に上下方向に回動可能に連結されている。
以下の説明において、船外機５についての「前」「後」は、船外機５の推進方向についての前後を意味するものとする。

【0033】

船外機ケース１２は、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの駆動を制御するための制御部１４等が収容される上部ケース１２Ｕと、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓが内部に収容される下部ケース１２Ｌと、を備えている。下部ケース１２Ｌは、船舶１の航行時に海や河川、湖沼等の水中に没する。

【0034】

第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓは、下部ケース１２Ｌの内部に同軸に配置されている。第１の電動機１１Ｆは、第２の電動機１１Ｓの後方に配置されている。第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓには、夫々出力軸１５ｆ，１５ｓが設けられている。各出力軸１５ｆ，１５ｓは、対応する電動機１１Ｆ，１１Ｓから後方側に延び、下部ケース１２Ｌの後壁を後方側に貫通している。前方側に配置される第２の電動機１１Ｓの出力軸１５ｓは、後方側に配置される第１の電動機１１Ｆとその出力軸１５ｆを軸方向に貫通している。下部ケース１２Ｌを貫通した出力軸１５ｆの後端部には、第１のプロペラ１６Ｆが連結されている。下部ケース１２Ｌと出力軸１５ｆを貫通した第２の電動機１１Ｓの出力軸１５ｓの後端部には、第２のプロペラ１６Ｓが連結されている。

【0035】

第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓは、夫々第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓによって逆向きに回転駆動される。第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓは、二重反転プロペラを構成している。即ち、第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓは、夫々逆向きに回転することによって前側の第１のプロペラ１６Ｆが作り出す旋回流を後側の第２のプロペラ１６Ｓで回収し、両プロペラ１６Ｆ，１６Ｓの駆動力を効率良く船舶１の推進力として使用する。

【0036】

第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの回転は制御部１４によって制御される。第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓには、各電動機１１Ｆ，１１Ｓの回転検出部であるレゾルバ１７ｆ，１７ｓが設けられている。レゾルバ１７ｆ，１７ｓで検出された検出信号は、船体２側の運航制御装置１８（統合制御装置）に入力される。

【0037】

船外機５の制御部１４は、運航制御装置１８からの指令を受けて第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓを制御する。また、船外機５に搭載される第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓは、船体２に搭載されたバッテリ１９に図示しない電力ケーブルによって接続されている。
なお、バッテリ１９は、船体２ではなく船外機５に搭載するようにしても良い。また、運航制御装置１８の機能の一部は、船外機５に搭載した別の制御装置に担わせるようにしても良い。
また、本実施形態では、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓが共通の制御部１４によって制御される構成とされているが、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓは、夫々別の制御部によって制御されるようにしても良い。

【0038】

運航制御装置１８は、上述したレゾルバ１７ｆ，１７ｓから各電動機１１Ｆ，１１Ｓの回転信号を受け取る回転検出部２０と、船速ログ等の船速検出器２１から船速信号を受け取る船速検出部２２と、を有する。さらに、運航制御装置１８は、バッテリ１９からバッテリ１９の残容量信号を受け取る残容量検出部２３と、船外機５の制御部１４から第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓで消費した電力（供給電力）の情報を受け取る消費電力検出部２４と、を有する。また、運航制御装置１８は、回転検出部２０、船速検出部２２、消費電力検出部２４等から検出信号を受け取り、両電動機１１Ｆ，１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを記憶する記憶部２５を備えている。記憶部２５は、船外機側の第１のプロペラ１６Ｆ、第２のプロペラ１６Ｓ、第１の電動機１１Ｆ，第２の電動機１１Ｓ、制御部１４等とともに、プロペラ推進装置１０を構成している。なお、上記の最適値は、予め設定した所定値以下となる値である。
記憶部２５は、必ずしも運航制御装置１８の内部に配置されていなくても良く、運航制御装置１８の外部に配置されていても良い。また、記憶部２５は、船外機側に配置することも可能である。

【0039】

図３は、船舶１でキャリブレーション運航を行い、船速が１０ｋｍ／時のときの第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせと、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの合計消費電力の関係を調べたマトリックス図である。この場合、第１のプロペラ１６Ｆの回転数が１０００回転／分で第２のプロペラ１６Ｓの回転数が９００回転／分のときの両電動機の１１Ｆ，１１Ｓの合計消費電力が最小の３８ｋｗとなっている。したがって、船速が１０ｋｍ／時のときに両電動機１１Ｆ，１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）になる第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせは、第１のプロペラ１６Ｆが１０００回転／分、第２のプロペラ１６Ｓの回転数が９００回転／分となる。
船舶１のキャリブレーション運航時には、同様に、船速が２０ｋｍ／時のとき、３０ｋｍ／時のとき、４０ｋｍ／時のとき…の両電動機１１Ｆ，１１Ｓの合計消費電力が最小値になる第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを調べる。
記憶部２５には、上述のようにキャリブレーション運航時に、船速毎に収集した較正データを記憶させておく。

【0040】

ここでは、キャリブレーション運航時に、両電動機１１Ｆ，１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを記憶部２５に記憶させる場合の一例について詳述した。しかし、記憶部２５は、バッテリ１９の残容量をさらに考慮した較正データを記憶させるようにしても良い。
具体的には、キャリブレーション運航時に、両電動機１１Ｆ，１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる、船速とバッテリ残容量毎の第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを記憶部２５に記憶させるようにしても良い。

【0041】

また、運航制御装置１８は、キャリブレーション運航モードと通常運航モードを備え、これらの各モードを適宜切り替えて船舶１の運航を行うことができる。キャリブレーション運航モードは、船舶１の運航中に、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の（若しくは、船速とバッテリ残容量毎の）第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを較正して記憶部２５に記憶させる運航モードである。これに対し、通常運航モードは、船速毎に第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となるように、記憶部２５のデータに基づいて第1の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓを制御部１４によって夫々制御させる運航モードである。

【0042】

運航制御装置１８は、船舶１の運航状況に応じて、通常運航モードとキャリブレーション運航モードとを適宜切り替える。運航制御装置１８は、例えば、安全上問題のない運航環境のときにのみキャリブレーション運航モードに切り替えて船舶１の運航を行い、安全上問題のある運航環境の場合には、通常運航モードで船舶１の航行を行う。

【0043】

また、運航制御装置１８は、第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの少なくとも一方が交換されたときに、通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替え、記憶部２５の較正データの更新を行う。
なお、運航制御装置１８は、定期的に通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替えるようにしても良い。例えば、船舶１が一定距離以上を航行したときに、通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替えて、記憶部２５の較正データの更新を行うようにしても良い。また、船舶１が一定時間（期間）以上を航行したときに、通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替えて、記憶部２５の較正データの更新を行うようにしても良い。

【0044】

以上のように、本実施形態のプロペラ推進装置１０は、船舶１のキャリブレーション運航時に、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを記憶する記憶部２５を備えている。そして、船舶１の通常運航時に、制御部１４が、船速毎に合計消費電力が最適値となるように記憶部２５に記憶されているデータに基づいて第1の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓを夫々制御する。
したがって、本実施形態のプロペラ推進装置１０を採用した場合には、船舶１の船速に拘らず第１の電動機１１Ｆ、及び、第２の電動機１１Ｓの駆動力を効率良く利用することができる。よって、バッテリ１９の消費電力を低減し、船舶１の航行距離を延ばすことができる。

【0045】

また、本実施形態のプロペラ推進装置１０は、船舶１の運航を制御する運航制御装置１８を備え、運航制御装置１８がキャリブレーション運航モードと通常運航モードを持つ。キャリブレーション運航モードでは、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを較正して記憶部２５に記憶させる。そして、運航制御装置１８は、船舶１の運航状況に応じて、通常運航モードとキャリブレーション運航モードとに適宜切り替える。このため、例えば、船舶１のキャリブレーション運転を行っても安全上問題のない運航環境のときに、通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替えることができる。
したがって、本構成を採用した場合には、船舶１の安全な運航を確保しつつ、第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせの較正データを収集することができる。

【0046】

さらに、本実施形態のプロペラ推進装置１０は、第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの少なくとも一方が交換されたときに、運航制御装置１８が船舶１の運航モードを通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替える。このため、第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの少なくとも一方が交換されたタイミングでキャリブレーシュン運航モードに切り替えることができる。したがって、本構成を採用した場合には、プロペラの交換によって第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの合計消費電力が最適値となる第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせが変化しても、回転数の組み合わせの較正データを最新のものに変更して通常運航を行うことができる。

【0047】

また、本実施形態のプロペラ推進装置１０は、運航制御装置１８が定期的に通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替える。このため、第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせの較正データを常に最新のものに変更して通常運航を行うことができる。

【0048】

さらに、キャリブレーション運航時に、両電動機１１Ｆ，１１Ｓの合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となる、船速とバッテリ残容量毎の第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを記憶部２５に記憶させるようにした実施形態の場合には、以下のような効果を得ることができる。
この実施形態の場合、船舶１の通常運航時に、予め記憶部２５に記憶されている船速とバッテリ残容量に応じたデータに基づいて、合計消費電力が最適値（例えば、最小値）となるように第1の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓを夫々制御する。したがって、本実施形態のプロペラ推進装置１０を採用した場合には、船舶１の船速やバッテリ１９の残容量に拘らず第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの駆動力を効率良く利用することができる。特に、バッテリ１９の残容量が少ない場合には、船舶１の航行可能な距離をより延長させることができる。

【0049】

＜第２実施形態＞
図４は、本実施形態のプロペラ推進装置１１０を採用する船舶１の模式的な側面図である。図５は、本実施形態のプロペラ推進装置１１０の概略構成図である。
船体２の後部に取り付けられる船外機１０５は、電動式の船外機であり、駆動源として電動機１１１を搭載している。船外機１０５は、上記の実施形態と同様の船外機ケース１２を備えている。船外機ケース１２の下部ケース１２Ｌには、電動機１１１が収容されている。船外機ケース１２の上部ケース１２Ｕには、電動機１１１を制御するための制御部１１４が収容されている。

【0050】

電動機１１１には、出力軸１１５が設けられている。出力軸１１５は、電動機１１１から後方側に延び、下部ケース１２Ｌの後壁を後方側に貫通している。下部ケース１２Ｌを貫通した出力軸１１５の後端部には、第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓが連結されている。第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓは、互いの回転位相が所定角度ずれるように同軸に配置されている。第２のプロペラ１１６Ｓは、第１のプロペラ１１６Ｆの後方側に配置されている。第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓは、互いの回転位相のずれにより、第１のプロペラ１１６Ｆの発生する旋回流を後方側の第２のプロペラ１１６Ｓが整流する二重プロペラを構成している。

【0051】

図６は、第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの正面図である。
同図では、第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓは、回転中心軸線ｃを中心とした回転位相が角度Ｐだけずれている。図４，図５に示すように、第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの間には、電動モータや油圧アクチュエータ等から成る位相操作アクチュエータ４０が配置されている。位相操作アクチュエータ４０は、同アクチュエータの作動によって第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの回転位相差Ｐを任意の角度に調整可能とされている。

【0052】

電動機１１１の回転と位相操作アクチュエータ４０の作動は制御部１１４によって制御される。電動機１１１には、レゾルバ１１７が設けられている。また、位相操作アクチュエータ４０には、図示しない作動検出センサが設けられている。レゾルバ１１７と作動検出センサによって検出された信号は、船体２側の運航制御装置１８（統合制御装置）に入力される。

【0053】

船外機１０５の制御部１１４は、運航制御装置１８からの指令を受けて電動機１１１と位相操作アクチュエータ４０を制御する。船外機１０５側の電動機１１１は、船体２に搭載されたバッテリ１９に図示しない電力ケーブルによって接続されている。
本実施形態の場合も、バッテリ１９は、船体２ではなく船外機５に搭載するようにしても良い。また、運航制御装置１８の機能の一部は、船外機５に搭載した別の制御装置に担わせるようにしても良い。

【0054】

運航制御装置１８は、電動機１１１のレゾルバ１１７から回転信号を受け取る取る回転検出部１２０と、位相操作アクチュエータ４０の作動検出センサから検出信号を受け取る位相差検出部１２６と、を有する。さらに、運航制御装置１８は、船速ログ等の船速検出器２１から船速信号を受け取る船速検出部２２と、バッテリ１９からバッテリ１９の残容量信号を受け取る残容量検出部２３と、船外機５の制御部１４から電動機１１１で消費した電力（供給電力）の情報を受け取る消費電力検出部２４と、を有する。

【0055】

運航制御装置１８は、回転検出部１２０、位相差検出部１２６、船速検出部２２、消費電力検出部２４等から検出信号を受け取り、電動機１１１の消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの回転位相差を記憶する記憶部２５を備えている。
記憶部２５は、船外機側の第１のプロペラ１１６Ｆ、第２のプロペラ１１６Ｓ、電動機１１１，位相操作アクチュエータ４０、制御部１１４等とともに、プロペラ推進装置１１０を構成している。本実施形態の場合も、記憶部２５は、運航制御装置１８の外部に配置しても良い。

【0056】

本実施形態では、船舶１のキャリブレーション運航時に、電動機１１１Ｓの消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの回転位相差を記憶部２５に記憶させる。しかし、記憶部２５は、バッテリ１９の残容量をさらに考慮した較正データを記憶させるようにしても良い。
具体的には、キャリブレーション運航時に、電動機１１１の消費電力が最適値（例えば、最小値）となる、船速とバッテリ残容量毎の第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの回転位相差を記憶部２５に記憶させるようにしても良い。

【0057】

本実施形態の運航制御装置１８の場合も、上記の実施形態と同様に、通常運航モードとキャリブレーション運航モードを備えている。そして、通常運航モードとキャリブレーション運航モードは、上記の実施形態と同様の条件やタイミングで切り換えられる。

【0058】

以上のように、本実施形態のプロペラ推進装置１１０は、船舶の通常運航時に、記憶部２５に記憶されている船速毎の回転位相差のデータに基づい、制御部１１４が位相操作アクチュエータ４０を制御する。
したがって、本実施形態のプロペラ推進装置１１０を採用した場合には、船舶１の船速に拘らず電動機１１１の駆動力を効率良く利用することができる。よって、バッテリ１９の消費電力を低減し、船舶１の航行距離を延ばすことができる。

【0059】

また、本実施形態のプロペラ推進装置１１０は、運航制御装置１８がキャリブレーション運航モードと通常運航モードを持つ。キャリブレーション運航モードでは、電動機１１１の消費電力が最適値（例えば、最小値）となる船速毎の第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの回転位相差を較正して記憶部２５に記憶させる。そして、運航制御装置１８は、船舶１の運航状況に応じて、通常運航モードとキャリブレーション運航モードとに適宜切り替える。このため、本実施形態の場合も、例えば、船舶１のキャリブレーション運転を行っても安全上問題のない運航環境のときに、通常運航モードからキャリブレーション運航モードに切り替えることができる。したがって、船舶１の安全な運航を確保しつつ、第１のプロペラ１１６Ｆと第２のプロペラ１１６Ｓの回転位相差の較正データを収集することができる。

【0060】

また、キャリブレーション運航時に、電動機１１１の消費電力が最適値（例えば、最小値）となる、船速とバッテリ残容量毎のプロペラ１６Ｆ，１６Ｓの回転位相差を記憶部２５に記憶させるようにした場合には、船舶１の船速やバッテリ１９の残容量に拘らず電動機１１１の駆動力を効率良く利用することができる。

【0061】

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、第１実施形態では、第１の電動機１１Ｆと第２の電動機１１Ｓの合計消費電力が最小値となる船速毎の第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを記憶部２５に記憶させる例を例示しているが、合計消費電力の最適値は、必ずしも最小値でなくても良い。例えば、合計消費電力が充分に小さければ、さらに別の好適な条件を満たす第１のプロペラ１６Ｆと第２のプロペラ１６Ｓの回転数の組み合わせを最適値として記憶部２５に記憶させるようにしても良い。
同様に、第２実施形態の場合も、電動機１１１の消費電力の最適値は必ずしも最小値でなくても良い。

【0062】

また、上記の各実施形態では、プロペラ推進装置として船外機タイプのものを例示しているが、プロペラ推進装置の推進方式はこれに限定されない。プロペラ推進装置の推進方式は、例えば、船内外機タイプやポッドドライブタイプであっても良い。

【符号の説明】

【0063】

１…船舶
１０…プロペラ推進装置
１１Ｆ…第１の電動機
１１Ｓ…第２の電動機
１４…制御部
１６Ｆ…第１のプロペラ
１６Ｓ…第２のプロペラ
１８…運航制御装置
１９…バッテリ
２３…残容量検出部
２５…記憶部
４０…位相操作アクチュエータ
１１０…プロペラ推進装置
１１１…電動機
１１４…制御部
１１６Ｆ…第１のプロペラ
１１６Ｓ…第２のプロペラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】