(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-16
(45)【発行日】2022-12-26
(54)【発明の名称】前後進操舵装置
(51)【国際特許分類】
B63H 11/11 20060101AFI20221219BHJP
【ＦＩ】
B63H11/11
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019033113
(22)【出願日】2019-02-26
(65)【公開番号】P2020138559
(43)【公開日】2020-09-03
【審査請求日】2021-12-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100210572
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 太一
(72)【発明者】
【氏名】清藤 結記
(72)【発明者】
【氏名】早田 功司
【審査官】渡邊 義之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３６９９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平５－９４０９４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特表２００５－５２３８４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第３０８９４５４（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許第３１３８９２２（ＵＳ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０８２６３５８８（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６３Ｈ １１／１１
Ｂ６３Ｈ １１／１０７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
船体の進行方向の後方に水を噴射するノズルと、鉛直方向に平行な旋回軸の軸線周りに旋回可能となるように前記ノズルに接続され、前記進行方向の後方の端部及び前記鉛直方向の下部にそれぞれ後方開口部及び下方開口部を有し、前記ノズルから噴射された水を内部に流通させて前記後方開口部と前記下方開口部との間で切り替えて流出させる操舵ダクトと、
前記操舵ダクトの内部に流通する水の流出先を、前記後方開口部と前記下方開口部との間で切り替える前後進切替バケットと、
前記前後進切替バケットを切り替える駆動力を与える駆動装置と、
を備え、
前記駆動装置は、進行方向に直交し、かつ水平方向の第１回転軸に設けられる横軸と、鉛直方向の第２回転軸に設けられる縦軸と、をそれぞれ回転中心とする２自由度の二軸継手により折れ曲げ可能に設けられ、
前進時の前記縦軸は、前記操舵ダクトの旋回軸の延長線上に重なるように配置されている前後進操舵装置。
【請求項2】
前記駆動装置は、一端が前記船体のうち前記ノズル側に連結され、他端が前記二軸継手に連結され伸縮可能な第１駆動ロッドと、
前記二軸継手及び前記前後進切替バケットに連結された第２駆動ロッドと、を有し、
前記第１駆動ロッドの伸縮させることで前記前後進切替バケットを前記後方開口部と前記下方開口部との間で切り替える請求項１に記載の前後進操舵装置。
【請求項3】
一端が前記二軸継手に連結され、他端が前記前後進切替バケットに連結された連結アームが設けられた請求項１又は２に記載の前後進操舵装置。
【請求項4】
前記ノズルが接続される船体後壁には、前記駆動装置が挿通可能な支持開口が形成され、前記駆動装置は、船内側から前記支持開口に挿通された状態で前記船体後壁に支持され、
前記駆動装置のロッド先端は、前記支持開口よりも小さい断面形状である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の前後進操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、前後進操舵装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ウォータージェット推進型の船舶は、例えばウォータージェットポンプにより海水を汲み上げて船体の噴射部分から噴射し、その反力を推進力として前後進する。このような船舶の前進、後進及び旋回を制御する装置として、前後進操舵装置が知られており、例えば、特許文献１に示されるような、噴射部分から噴射された水を船体の進行方向の後方に噴射するノズルと、旋回可能でありノズルから噴射された水を内部に流通させ、後方開口部と下方開口部との間で切り替えて流出させる操舵ダクトと、下方開口部から流出する水を進行方向の前方に向けて流すルーバ翼と、を備えている。
【0003】
特許文献１に記載されるような前後進操舵装置では、船体を前進させる場合において、ノズルから噴射される水の流出先を後方開口部とする。この場合、船体は後方に水が流出する際の反力を推進力として前進する。また、前後進操舵装置は、前後進用シリンダを伸縮駆動させることにより、操舵ダクトを旋回させて後方開口部から流出する水の流出方向を切り替える。つまり、前後進用シリンダが縮減している際には、前後進切替バケットが操舵ダクトの後方開口部を開放して操舵ダクトの下部開口部を閉塞することで、ウォータージェットが後方へと流れ、これにより船体が前進する。
【0004】
また、船体を後進させる場合において、前後進操舵装置は、ノズルから噴射される水の流出先を下方開口部に切り替える。これにより、下方開口部から流出する水がルーバ翼によって整流され前方に流出する。この場合、船体は、前方に水が流出する際の反力を推進力として後進する。つまり、前後進用シリンダを伸長させることで、前後進切替バケットが操舵ダクトの後方開口部を閉塞して下部開口部が開放し、ウォータージェットが下方かつ前方側に流れ、これにより後進する。
【0005】
前後進用シリンダ（駆動ロッド）の両側には操舵用シリンダが設けられ、これら操舵用シリンダを伸縮させることにより操舵ノズルが左右に旋回する。例えば、前後進切替バケットが進行方向の左側に傾いているときは、左側にウォータージェットが噴出されて船体は左旋回となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１７－１３６９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の前後進操舵装置では、以下のような問題があった。
すなわち、図９（ａ）、（ｂ）に示す従来の前後進操舵装置１００において、左右一対の操舵用シリンダ１０３、１０４を用いて操舵ダクト１０１を旋回させると、旋回前の中立位置にある前後進用シリンダ１０２のシリンダ長（第１シリンダ長Ｌ１）と、旋回後の前後進用シリンダ１０２のシリンダ長（第２シリンダ長Ｌ２）と、の長さが変わる。つまり、第２シリンダ長Ｌ２が第１シリンダ長Ｌ１よりも短くなることによって、前後進切替バケットに引張等の負荷がかかり、ばたつきが生じるという問題があり、その点で改善の余地があった。
すなわち、図９（ａ）、（ｂ）に示す従来の前後進操舵装置１００において、左右一対の操舵用シリンダ１０３、１０４を用いて操舵ダクト１０１を旋回させると、旋回前の中立位置にある前後進用シリンダ１０２のシリンダ長（第１シリンダ長Ｌ１）と、旋回後の前後進用シリンダ１０２のシリンダ長（第２シリンダ長Ｌ２）と、の長さが変わる。つまり、第２シリンダ長Ｌ２が第１シリンダ長Ｌ１よりも短くなることによって、前後進切替バケットに引張等の負荷がかかり、ばたつきが生じるという問題があり、その点で改善の余地があった。
【0008】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、前進時における前後進切替バケットのばたつきを抑えることができる前後進操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る前後進操舵装置は、船体の進行方向の後方に水を噴射するノズルと、鉛直方向に平行な旋回軸の軸線周りに旋回可能となるように前記ノズルに接続され、前記進行方向の後方の端部及び前記鉛直方向の下部にそれぞれ後方開口部及び下方開口部を有し、前記ノズルから噴射された水を内部に流通させて前記後方開口部と前記下方開口部との間で切り替えて流出させる操舵ダクトと、前記操舵ダクトの内部に流通する水の流出先を、前記後方開口部と前記下方開口部との間で切り替える前後進切替バケットと、前記前後進切替バケットを切り替える駆動力を与える駆動装置と、を備え、前記駆動装置は、進行方向に直交し、かつ水平方向の第１回転軸に設けられる横軸と、鉛直方向の第２回転軸に設けられる縦軸と、をそれぞれ回転中心とする２自由度の二軸継手により折れ曲げ可能に設けられ、前進時の前記縦軸は、前記操舵ダクトの旋回軸の延長線上に重なるように配置されている。
【0010】
上記態様に係る前後進操舵装置によれば、前後進切替バケットを切り替えるための駆動装置が二軸継手の縦軸によって第２回転軸を回転中心として折り曲げることができ、さらに縦軸が操舵ダクトの旋回軸の延長線上に重なる位置に配置されているので、二軸継手より後方の駆動装置は操舵ダクトの旋回軸とほぼ同じ回転中心により旋回させることができる。そのため、駆動装置の一端に連結されている前後進切替バケットも操舵ダクトの旋回と連動して同じ軌道で旋回させることができる。
このように、駆動装置の長さ方向の中間部に旋回軸が設けられる場合には、本態様の前後進操舵装置のように駆動装置に二軸継手を設けることで、中立時と旋回時で駆動装置の長さの差を小さく抑えることができる。そのため、操舵ダクトの旋回時に前後進切替バケットを駆動する駆動装置に作用するモーメントを小さくすることができ、かつ中立時と旋回時における駆動装置の長さの差が大きいときのように前後進切替バケットに負荷がかかることがなくなり、前進時における前後進切替バケットのばたつきを抑えることができ、船体の振動や騒音を防止できる。
このように、駆動装置の長さ方向の中間部に旋回軸が設けられる場合には、本態様の前後進操舵装置のように駆動装置に二軸継手を設けることで、中立時と旋回時で駆動装置の長さの差を小さく抑えることができる。そのため、操舵ダクトの旋回時に前後進切替バケットを駆動する駆動装置に作用するモーメントを小さくすることができ、かつ中立時と旋回時における駆動装置の長さの差が大きいときのように前後進切替バケットに負荷がかかることがなくなり、前進時における前後進切替バケットのばたつきを抑えることができ、船体の振動や騒音を防止できる。
【0011】
また、上記の前後進操舵装置は、前記駆動装置は、一端が前記船体のうち前記ノズル側に連結され、他端が前記二軸継手に連結され伸縮可能な第１駆動ロッドと、前記二軸継手及び前記前後進切替バケットに連結された第２駆動ロッドと、を有し、前記第１駆動ロッドの伸縮させることで前記前後進切替バケットを前記後方開口部と前記下方開口部との間で切り替える構成としてもよい。
【0012】
この場合には、第２駆動ロッドは旋回軸の延長線上に重なる縦軸を回転軸として旋回し、第１駆動ロッドの伸縮によって第２駆動ロッドを介して前後進切替バケットの切り替えをスムーズに行うことができる。
【0013】
また、上記の前後進操舵装置は、一端が前記二軸継手に連結され、他端が前記前後進切替バケットに連結された連結アームが設けられた構成としてもよい。
【0014】
この場合には、切り替え動作をする前後進切替バケットを駆動ロッドのみでなく連結アームによって支持することができる。そのため、切り替え時の前後進切替バケットの振れやばたつきを抑制した安定した支持力が得られる利点がある。
【0015】
また、上記の前後進操舵装置は、前記ノズルが接続される船体後壁には、前記駆動装置が挿通可能な支持開口が形成され、前記駆動装置は、船内側から前記支持開口に挿通された状態で前記船体後壁に支持され、前記駆動装置のロッド先端は、前記支持開口よりも小さい断面形状である構成としてもよい。
【0016】
この場合には、船体後壁より後方に配置されるロッド先端が船体後壁に形成される支持開口よりも小さい断面形状となるので、駆動装置を支持開口より船内側に引き抜くことが可能となる。そのため、駆動装置を取り外してメンテナンスすることを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明の前後進操舵装置によれば、前進時における前後進切替バケットのばたつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施形態による前後進操舵装置の一部を破断した部分縦断面図であって、前進動作時の状態を示す図である。
【図2】前後進操舵装置の一部を破断した部分縦断面図であって、後進動作時の状態を示す図である。
【図3】前後進操舵装置の側面図である。
【図4】前後進操舵装置を上方から見た平面図である。
【図6】操舵ダクトの旋回動作を模式的に示した図であって、（ａ）は中立位置、（ｂ）は左旋回位置、（ｃ）は右旋回位置である。
【図8】旋回軸と駆動装置の二軸継手の縦ピンとの位置関係を示した図である。
【図9】従来の操舵ダクトの旋回動作を模式的に示した図であって、（ａ）は中立位置、（ｂ）は左旋回位置である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態による前後進操舵装置について、図面に基づいて説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0020】
図１乃至図３に示すように、本実施形態による前後進操舵装置１は、ウォータージェット推進型の船舶に用いられ、前進及び後進の切り替え制御や、旋回制御などを行うためのものである。前後進操舵装置１は、例えば船尾に配置されるウォータージェットポンプなど、船体から後方に水が噴射される噴射部分１０に取り付けられる。
前後進操舵装置１は、ノズル２と、操舵ダクト３と、前後進切替バケット４と、駆動装置５と、を備えている。
前後進操舵装置１は、ノズル２と、操舵ダクト３と、前後進切替バケット４と、駆動装置５と、を備えている。
【0021】
ここで、以下の説明において、前方及び後方と表記する場合は、船舶の進行方向に対する方向を指す。上下方向について表記する場合は、鉛直方向における上方及び下方を指す。また、進行方向に沿う方向を前後方向Ｘ１とし、上方から見て前後方向Ｘ１に直交する方向を左右方向Ｘ２として、以下説明する。
【0022】
ノズル２は、船体の進行方向の後方に水を噴射する。ノズル２は、船体から噴射される水を導入する導入口２ａと、導入された水を噴射する噴出口２ｂとを有している。ノズル２は、導入口２ａの径に対して噴出口２ｂの径が小さくなるように形成されている。ノズル２の導入口２ａ側には、例えばウォータージェットポンプを構成するインペラ等、船体側の構造の一部が配置される。導入口２ａの径は、ノズル２内に配置される当該インペラ等の寸法に応じて設定される。
【0023】
ノズル２は、船内外を区画する船体後壁１１の後面１１ａに固定されている。具体的には、ノズル２の前端外周縁から径方向の外側に突出するフランジ２１が設けられ、このフランジ２１を船体後壁１１の後面１１ａに当接させてボルト締結されている。
【0024】
操舵ダクト３は、例えば直管状に形成され、ノズル２の噴出口２ｂ側に接続される。操舵ダクト３は、ノズル２から噴射された水を内部に流通させる。操舵ダクト３は、後方開口部３ａ及び下方開口部３ｂを有している。後方開口部３ａは、操舵ダクト３のうち船体の進行方向の後方に形成されている。後方開口部３ａは、操舵ダクト３の内部を流通する水を後方に向けて流出する。下方開口部３ｂは、操舵ダクト３のうち鉛直方向の下方に形成されている。下方開口部３ｂは、操舵ダクト３の内部を流通する水を下方に流出する。
【0025】
操舵ダクト３は、図１及び図２に示すように、上軸部材３１及び下軸部材３２を介してノズル２に連結されている。上軸部材３１は、ノズル２及び操舵ダクト３の上部を連結する。下軸部材３２は、ノズル２及び操舵ダクト３の下部を連結する。上軸部材３１及び下軸部材３２は、例えば円柱状に形成され、鉛直方向に中心軸が一致するように配置される。操舵ダクト３は、上軸部材３１及び下軸部材３２の中心軸に一致する旋回軸Ｃ１の軸線周りに旋回可能に支持されている。
【0026】
また、操舵ダクト３には、図４に示すように、旋回用の駆動装置５である左右一対の操舵用シリンダ５１、５２が接続されている。これら操舵用シリンダ５１、５２は、操舵ダクト３を旋回軸Ｃ１の軸線周りに回動させるための駆動源である。操舵用シリンダ５１、５２は、操舵ダクト３を旋回軸Ｃ１の軸線周りに回動させることにより、操舵ダクト３の後方開口部３ａ又は下方開口部３ｂ（図１参照）から流出する水の流出方向を制御することが可能となっている。
【0027】
操舵ダクト３には、図１乃至図３に示すように、後方突出部３３及び下方突出部３４が設けられている。後方突出部３３は、進行方向の両側方の壁部が後方開口部３ａから後方に突出した状態に形成されている。また、下方突出部３４は、進行方向の両側方の壁部が下方開口部３ｂから下方に突出した状態に形成されている。図１及び図２では、奥側の後方突出部３３及び下方突出部３４のみが図示されているが、手前側においても同様に後方突出部３３及び下方突出部３４が設けられている。
【0028】
下方突出部３４には、整流部３５が設けられている。整流部３５は、下方開口部３ｂから流出する水が船体の進行方向の前方に向けて流れるように整流する。整流部３５は、複数のルーバ翼３６を有する。ルーバ翼３６は、下方開口部３ｂに進行方向に所定の間隔を空けて並んで配置される。各ルーバ翼３６は、操舵ダクト３の下方突出部３４に固定されている。 隣り合うルーバ翼３６、３６の間の空間は、下方開口部３ｂから流出する水の流路となる。
【0029】
前後進切替バケット４は、操舵ダクト３の内部に流通する水の流出先を、後方開口部３ａと下方開口部３ｂとの間で切り替える。前後進切替バケット４は、フラップ部材４１と、連結部材４２と、を有している。フラップ部材４１は、板状に形成され、後方開口部３ａ及び下方開口部３ｂを閉塞可能な寸法に形成される。
【0030】
連結部材４２は、フラップ部材４１と操舵ダクト３とを連結している。連結部材４２は、軸部材４３を介して操舵ダクト３の各後方突出部３３に連結される。図３に示すように、後方突出部３３には、軸部材４３を介して連結部材４２が連結されている。各軸部材４３は、例えば円柱状に形成され、船体の進行方向に直交し、かつ水平方向に平行な方向に中心軸が一致するように配置される。連結部材４２は、軸部材４３の中心軸に一致する回動軸Ｃ２（図３参照）の軸線周りに回動可能に支持されている。
【0031】
前後進切替バケット４は、図３及び図４に示すように、操舵ダクト３に対して連結アーム６によって左右両側から連結されている。連結アーム６は、駆動装置５の前後進用シリンダ５３による前後進切替バケット４の第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２の切り替え動作を補助するために設けられている。連結アーム６は、駆動装置５に支持される第１アーム６１と、第１アーム６１及び前後進切替バケット４を連結支持する第２アーム６２と、を備えている。
【0032】
第１アーム６１は、一対の縦部材６３、６３と、一対の縦部材６３の上部同士を連結する横部材６４と、を有している。横部材６４は、操舵ダクト３の上方を横断するように左右方向Ｘ２に延びて配置されている。横部材６４の長さ方向の中心部には、中立位置Ｔ０における操舵ダクト３の旋回軸Ｃ１と同軸線上に駆動装置５の二軸継手７が設けられている。二軸継手７には、後述する前後進用シリンダ５３のロッド先端５３ａが連結されている。
【0033】
一対の縦部材６３、６３は、上端が横部材６４の長さ方向の端部に固定され、下端が操舵ダクト３の後方突出部３３の両側面に設けられる第１連結軸６ａに回転可能に支持されている。第１アーム６１は、前後進用シリンダ５３の伸縮駆動によって第１連結軸６ａを中心として回動する。つまり、第１アーム６１は、前後進用シリンダ５３が縮減したときには第１連結軸６ａ回りに前方に傾斜し、伸長したときには第１連結軸６ａ回りに後方に傾斜する。
【0034】
第２アーム６２におけるアーム長方向の中間部には、操舵ダクト３の後方突出部３３の両側面に前後方向Ｘ１に延びる案内ガイド（図示省略）に摺動可能に支持される摺動係合部３７（図４参照）が設けられている。第２アーム６２は、案内ガイドに案内されて前後方向Ｘ１にスライド可能に設けられている。第２アーム６２は、前端６２ａが第１アーム６１の縦部材６３の下端に第１連結軸６ａを介して回動可能に連結され、後端６２ｂが前後進切替バケット４の連結部材４２の長さ方向の中間部に第２連結軸６ｂを介して回動可能に連結されている。第１連結軸６ａと第２連結軸６ｂの各回転中心は、互いに平行、かつ前後方向Ｘ１に直交する方向で一致している。
【0035】
駆動装置５は、図４に示すように、左右一対で設けられる操舵用シリンダ５１、５２と、操舵用シリンダ５１、５２の間の中央に配置される前後進用シリンダ５３（駆動ロッド、第１駆動ロッド）と、前後進用シリンダ５３のロッド先端５３ａが連結される二軸継手７と、二軸継手７を介して前後進用シリンダ５３に連結されるリンクロッド５４（駆動ロッド、第２駆動ロッド）と、を備えている。
【0036】
後方突出部３３の前端上部の左右両側には、左右の操舵用シリンダ５１、５２のロッド先端５１ａ、５２ａのそれぞれを支持する支持片３８が設けられている。
操舵用シリンダ５１、５２と前後進用シリンダ５３は、図５に示すように、左右方向Ｘ２に配列され、船体後壁１１を貫通する支持開口１１ｂを船内側から挿通された状態で支持されている。各ロッド基端部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂは、船体後壁１１に対して球面座５５ａを有するロッド支持板５５を介して回動自在に支持されている。ロッド基端部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂは、船体後壁１１の船内側に配置されている。また、各ロッド先端５１ａ、５２ａ、５３ａは、支持開口１１ｂよりも小さい断面形状で設けられている。
操舵用シリンダ５１、５２と前後進用シリンダ５３は、図５に示すように、左右方向Ｘ２に配列され、船体後壁１１を貫通する支持開口１１ｂを船内側から挿通された状態で支持されている。各ロッド基端部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂは、船体後壁１１に対して球面座５５ａを有するロッド支持板５５を介して回動自在に支持されている。ロッド基端部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂは、船体後壁１１の船内側に配置されている。また、各ロッド先端５１ａ、５２ａ、５３ａは、支持開口１１ｂよりも小さい断面形状で設けられている。
【0037】
操舵用シリンダ５１、５２のロッド先端５１ａ、５２ａは、それぞれ操舵ダクト３の前端上部の支持片３８に連結されている。操舵用シリンダ５１、５２のロッド先端５１ａ、５２ａの各連結部５６Ａ、５６Ｂは、中立位置Ｔ０で旋回しない状態で左右方向Ｘ２において旋回軸Ｃ１を挟んで左右対称となる位置に設けられている。駆動装置５では、図５及び図６（ａ）～（ｃ）に示すように、操舵用シリンダ５１、５２のいずれか一方を伸長し、他方を縮減して左右のロッドの長さを変えることで、操舵ダクト３を旋回軸Ｃ１回りに旋回させることができる。ここで、操舵ダクト３において、中立位置Ｔ０に対して左旋回した位置を左旋回位置Ｔ１といい、右旋回した位置を右旋回位置Ｔ２という。
また、操舵用シリンダ５１、５２は、球面座５５ａを介して船体後壁１１に支持されているので、操舵ダクト３とともに旋回移動するロッド先端５１ａ、５２ａが連結位置（支持片３８の連結位置）に合わせて、この球面座５５ａを中心にして回動可能に設けられている。
また、操舵用シリンダ５１、５２は、球面座５５ａを介して船体後壁１１に支持されているので、操舵ダクト３とともに旋回移動するロッド先端５１ａ、５２ａが連結位置（支持片３８の連結位置）に合わせて、この球面座５５ａを中心にして回動可能に設けられている。
【0038】
前後進用シリンダ５３は、連結部材４２の上方に接続されている。前後進用シリンダ５３は、連結部材４２を回動軸Ｃ２の軸線周りに回動させるための駆動源である。駆動装置５は、連結部材４２を回動軸Ｃ２の軸線周りに回動させることにより、フラップ部材４１の位置を、下方開口部３ｂを閉塞する第１位置Ｐ１と、後方開口部３ａを閉塞する第２位置Ｐ２とに切り替えて配置させることが可能となっている。
【0039】
前後進用シリンダ５３のロッド先端５３ａは、図７に示すように、後述する横ピン７１が挿通可能な貫通孔５３ｃが形成され、連結アーム６に設けられる二軸継手７に連結されている。前後進用シリンダ５３のロッド先端５３ａの連結部は、二軸継手７の後述する横ピン７１である。前後進用シリンダ５３を伸縮させことで、二軸継手７とともに連結アーム６の位置を前後方向Ｘ１に移動させることができる。
【0040】
また、前後進用シリンダ５３は、図４に示すように、球面座５５ａ（図５参照）を有するロッド支持板５５を介して船体後壁１１に支持されている。そのため、前後進用シリンダ５３は、操舵ダクト３とともに旋回移動し、かつ連結アーム６とともに上下方向に移動するロッド先端５３ａが連結位置（横ピン７１の位置）に合わせて球面座５５ａを中心にして回動可能に設けられている。
【0041】
二軸継手７は、図７に示すように、左右方向Ｘ２を回転中心とする第１回転軸Ｃ３と、第１回転軸Ｃ３に対して直交する方向を回転中心とする第２回転軸Ｃ４と、を有する。二軸継手７は、前後進用シリンダ５３のロッド先端５３ａを連結し、第１回転軸Ｃ３に設けられた横ピン７１（横軸）を備えた第１継手７２と、連結アーム６の第１アーム６１に固定され、第１継手７２に対して第２回転軸Ｃ４に設けられた縦ピン７３（縦軸）を備えた第２継手７４と、を備えている。
【0042】
第１継手７２は、横ピン７１を挿通可能な挿通孔７２ａを有して互いに間隔あけて配置される一対の係止片７２１、７２１を有する横ピン継手部７２Ａと、縦ピン７３を挿通可能な挿通孔７２ｂを有する縦ピン継手部７２Ｂと、を備えている。第１継手７２は、上面視でＵ字形状をなし、自由端側の一端に横ピン継手部７２Ａを備え、他端に縦ピン継手部７２Ｂを備えている。一対の係止片７２１、７２１同士の間に前後進用シリンダ５３のロッド先端５３ａが嵌入され、それぞれの挿通孔を同軸にした状態で横ピン７１が挿入されている。これにより、ロッド先端５３ａと第１継手７２とは、横ピン７１（第１回転軸Ｃ３）を回転中心にして相対的に回動可能に設けられている。
【0043】
第２継手７４は、一端が連結アーム６における第１アーム６１の横部材６４の前面６４ａにボルトで固定され、他端に縦ピン７３が挿通可能な挿通孔７４ａを有する上下一対の連結片７４１、７４１（図１参照）を有している。一対の連結片７４１、７４１同士の間に第１継手７２の縦ピン継手部７２Ｂが嵌入され、それぞれの挿通孔７２ｂ、７４ａを同軸にした状態で縦ピン７３が挿入されている。これにより、第１継手７２と第２継手７４とは、縦ピン７３（第２回転軸Ｃ４）を回転中心にして相対的に回動可能に設けられている。
【0044】
縦ピン７３の位置は、図８に示すように、前進時の縦ピン７３を旋回軸Ｃ１と重なる範囲Ｒとなるように配置されている。つまり、旋回軸Ｃ１の延長線上に縦ピン７３が配置される。この範囲Ｒは、図８において、前後方向Ｘ１で縦ピン７３の最後端部７３ａと最前端部７３ｂとの間の領域となる。
【0045】
リンクロッド５４は、前端部５４ａが連結アーム６における第１アーム６１の横部材６４の後面６４ｂに左右方向Ｘ２を回転中心として回動可能に第１ピン５４１で連結され、後端部５４ｂが前後進切替バケット４における連結部材４２の前端部４２ａに左右方向Ｘ２を回転中心として回動可能に第２ピン５４２で連結されている。
【0046】
次に、上記のように構成された前後進操舵装置１の動作について、図面を用いて説明する。
図１及び図３に示す前後進操舵装置１を備えたウォータージェット推進型の船舶は、例えば海水を汲み上げてウォータージェットポンプにより船体の噴射部分１０から噴射し、その反力を推進力として前後進する。船舶を前進させる場合には、前後進操舵装置１においてフラップ部材４１を第１位置Ｐ１に配置させる。この場合、噴射部分１０から噴射された水は、ノズル２から操舵ダクト３内に噴出され、操舵ダクト３内を流通して後方開口部３ａから流出する。このため、水が後方に流出する際の反力を推進力として前進する。
図１及び図３に示す前後進操舵装置１を備えたウォータージェット推進型の船舶は、例えば海水を汲み上げてウォータージェットポンプにより船体の噴射部分１０から噴射し、その反力を推進力として前後進する。船舶を前進させる場合には、前後進操舵装置１においてフラップ部材４１を第１位置Ｐ１に配置させる。この場合、噴射部分１０から噴射された水は、ノズル２から操舵ダクト３内に噴出され、操舵ダクト３内を流通して後方開口部３ａから流出する。このため、水が後方に流出する際の反力を推進力として前進する。
【0047】
また、操舵ダクト３を旋回させ、後方開口部３ａから流出する水の流出方向を切り替えることにより、船体を左右方向Ｘ２に旋回させることができる。
船体を左右方向Ｘ２に旋回させる場合には、図６（ａ）～（ｃ）に示すように、駆動装置５の左右一対の操舵用シリンダ５１、５２を伸縮することにより行うことができる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、船体を進行方向に向かって左旋回する場合には、図６（ａ）に示す中立位置Ｔ０に対して、左側の操舵用シリンダ５１を縮減するとともに、右側の操舵用シリンダ５２を伸長することで、操舵ダクト３を船体に対して進行方向の左向きに旋回させる（左旋回位置Ｔ１）。一方、船体を右旋回する場合には、図６（ｃ）に示すように、左側の操舵用シリンダ５１を伸長するとともに、右側の操舵用シリンダ５２を縮減することで、操舵ダクト３を船体に対して進行方向の右向きに旋回させる（右旋回位置Ｔ２）。
船体を左右方向Ｘ２に旋回させる場合には、図６（ａ）～（ｃ）に示すように、駆動装置５の左右一対の操舵用シリンダ５１、５２を伸縮することにより行うことができる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、船体を進行方向に向かって左旋回する場合には、図６（ａ）に示す中立位置Ｔ０に対して、左側の操舵用シリンダ５１を縮減するとともに、右側の操舵用シリンダ５２を伸長することで、操舵ダクト３を船体に対して進行方向の左向きに旋回させる（左旋回位置Ｔ１）。一方、船体を右旋回する場合には、図６（ｃ）に示すように、左側の操舵用シリンダ５１を伸長するとともに、右側の操舵用シリンダ５２を縮減することで、操舵ダクト３を船体に対して進行方向の右向きに旋回させる（右旋回位置Ｔ２）。
【0048】
このとき、操舵ダクト３及び前後進切替バケット４の旋回とともに二軸継手７に連結アーム６（第１アーム６１）を介して連結されるリンクロッド５４も縦ピン７３の第２回転軸Ｃ４を回転中心にして旋回することになる。つまり、リンクロッド５４は、前後進用シリンダ５３のロッド軸方向に対して二軸継手７の縦ピン７３の位置で左右方向Ｘ２に折れ曲がった状態となる。
【0049】
次に、船舶を後進させる場合には、図２及び図３に示すように、前後進操舵装置１においてフラップ部材４１を第２位置Ｐ２に配置させる。これにより、操舵ダクト３の後方開口部３ａがフラップ部材４１及びルーバ翼３６によって閉塞された状態となる。
【0050】
この状態で噴射部分１０から水が噴射されると、図２に示すように、ノズル２から水流が操舵ダクト３内に噴出される。この水流Ｗ１は、操舵ダクト３内を流通してフラップ部材４１によって下方開口部３ｂ側へ案内され、下方開口部３ｂから流出する。そして、整流部３５の流路を流れて水流Ｗ２として前方に流出する。このため、水流Ｗ２が前方に流出する際の反力を推進力として後進する。
【0051】
次に、上述した前後進操舵装置の作用について、図面に基づいて具体的に説明する。
本実施形態による前後進操舵装置１では、図４に示すように、前後進切替バケット４を切り替えるための前後進用シリンダ５３が二軸継手７の縦ピン７３によって第２回転軸Ｃ４を回転中心として折り曲げることができ、さらに縦ピン７３が操舵ダクト３の旋回軸Ｃ１の延長線上に重なる位置に配置されているので（図８参照）、二軸継手７より後方のリンクロッド５４は操舵ダクト３の旋回軸Ｃ１とほぼ同じ回転中心により旋回させることができる。そのため、図４及び図６（ａ）～（ｃ）に示すように、リンクロッド５４の一端に連結されている前後進切替バケット４も操舵ダクト３の旋回と連動して同じ軌道で旋回させることができる。
本実施形態による前後進操舵装置１では、図４に示すように、前後進切替バケット４を切り替えるための前後進用シリンダ５３が二軸継手７の縦ピン７３によって第２回転軸Ｃ４を回転中心として折り曲げることができ、さらに縦ピン７３が操舵ダクト３の旋回軸Ｃ１の延長線上に重なる位置に配置されているので（図８参照）、二軸継手７より後方のリンクロッド５４は操舵ダクト３の旋回軸Ｃ１とほぼ同じ回転中心により旋回させることができる。そのため、図４及び図６（ａ）～（ｃ）に示すように、リンクロッド５４の一端に連結されている前後進切替バケット４も操舵ダクト３の旋回と連動して同じ軌道で旋回させることができる。
【0052】
このように、本実施形態では、前後進用シリンダ５３とリンクロッド５４との間に二軸継手７を設けることで、中立時と旋回時でロッド長さ（本実施形態では前後進用シリンダ５３の基端部５３ｂからリンクロッド５４の後端部５４ｂまでの長さ）の差を小さく抑えることができる。
そのため、本実施形態では、操舵ダクト３の旋回時に前後進切替バケット４を駆動する前後進用シリンダ５３とリンクロッド５４に作用するモーメントを小さくすることができ、かつ中立時と旋回時における駆動ロッドの長さの差が大きいときのように前後進切替バケット４に負荷がかかることがなくなり、前進時における前後進切替バケット４のばたつきを抑えることができ、船体の振動や騒音を防止できる。
そのため、本実施形態では、操舵ダクト３の旋回時に前後進切替バケット４を駆動する前後進用シリンダ５３とリンクロッド５４に作用するモーメントを小さくすることができ、かつ中立時と旋回時における駆動ロッドの長さの差が大きいときのように前後進切替バケット４に負荷がかかることがなくなり、前進時における前後進切替バケット４のばたつきを抑えることができ、船体の振動や騒音を防止できる。
【0053】
また、本実施形態による前後進操舵装置１では、リンクロッド５４は旋回軸Ｃ１の延長線上に重なる縦ピン７３を回転軸として旋回し、前後進用シリンダ５３の伸縮によってリンクロッド５４を介して前後進切替バケット４の切り替えをスムーズに行うことができる。
【0054】
さらに本実施形態では、切り替え動作をする前後進切替バケット４をリンクロッド５４のみでなく連結アーム６によって支持することができる。そのため、切り替え時の前後進切替バケット４の振れやばたつきを抑制した安定した支持力が得られる利点がある。
【0055】
また、本実施形態では、図１及び図４に示すように、船体後壁１１より後方に配置される前後進用シリンダ５３のロッド先端５３ａが船体後壁１１に形成される支持開口よりも小さい断面形状となるので、前後進用シリンダ５３を支持開口より船内側に引き抜くことが可能となる。そのため、前後進用シリンダ５３を取り外してメンテナンスすることを容易に行うことができる。
【0056】
このように本実施形態による前後進操舵装置１では、前進時における前後進切替バケット４のばたつきを抑えることができる。
【0057】
以上、本発明による前後進操舵装置の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0058】
例えば、本実施形態では、二軸継手７が連結アーム６における第１アーム６１の横部材６４に設けられているが、この部材であることに限定されることはなく、操舵ダクト３の他の部位に設けられていてもよい。
【0059】
また、本実施形態では、一端が二軸継手７に連結され、他端が前後進切替バケット４に連結された連結アーム６を設ける構成としているが、連結アーム６を省略することも可能である。連結アーム６を省略した場合には、例えば操舵ダクト３の上部に二軸継手７を設け、その二軸継手７に対してリンクロッド５４を連結する構成にできる。
【0060】
さらに二軸継手７の縦ピン７３の位置は、前進時の縦ピン７３が旋回軸Ｃ１と重なる範囲Ｒであればいずれの位置であってもかまわない。
【0061】
さらに、本実施形態では、操舵用シリンダ５１、５２、及び前後進用シリンダ５３のロッド先端５１ａ、５２ａ、５３ａが船体後壁１１に形成された支持開口１１ｂよりも小さい断面形状に設定されているが、これに限定されることはない。
【0062】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0063】
１ 前後進操舵装置
２ ノズル
３ 操舵ダクト
３ａ 後方開口部
３ｂ 下方開口部
４ 前後進切替バケット
５ 駆動装置
６ 連結アーム
７ 二軸継手
３１ 上軸部材
３２ 下軸部材
３３ 後方突出部
３４ 下方突出部
３５ 整流部
４１ フラップ部材
４２ 連結部材
５１、５２ 操舵用シリンダ
５１ａ、５２ａ ロッド先端
５３ 前後進用シリンダ（駆動ロッド、第１駆動ロッド）
５３ａ ロッド先端
５４ リンクロッド（駆動ロッド、第２駆動ロッド）
５５ ロッド支持板
５５ａ 球面座
７１ 横ピン（横軸）
７２ 第１継手
７３ 縦ピン（縦軸）
７４ 第２継手
Ｃ１ 旋回軸
Ｃ２ 回動軸
Ｃ３ 第１回転軸
Ｃ４ 第２回転軸
Ｔ０ 中立位置
Ｔ１ 左旋回位置
Ｔ２ 右旋回位置
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
２ ノズル
３ 操舵ダクト
３ａ 後方開口部
３ｂ 下方開口部
４ 前後進切替バケット
５ 駆動装置
６ 連結アーム
７ 二軸継手
３１ 上軸部材
３２ 下軸部材
３３ 後方突出部
３４ 下方突出部
３５ 整流部
４１ フラップ部材
４２ 連結部材
５１、５２ 操舵用シリンダ
５１ａ、５２ａ ロッド先端
５３ 前後進用シリンダ（駆動ロッド、第１駆動ロッド）
５３ａ ロッド先端
５４ リンクロッド（駆動ロッド、第２駆動ロッド）
５５ ロッド支持板
５５ａ 球面座
７１ 横ピン（横軸）
７２ 第１継手
７３ 縦ピン（縦軸）
７４ 第２継手
Ｃ１ 旋回軸
Ｃ２ 回動軸
Ｃ３ 第１回転軸
Ｃ４ 第２回転軸
Ｔ０ 中立位置
Ｔ１ 左旋回位置
Ｔ２ 右旋回位置
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】