(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-19
(45)【発行日】2024-02-28
(54)【発明の名称】船舶の操縦支援装置
(51)【国際特許分類】
B63H 25/38 20060101AFI20240220BHJP
【ＦＩ】
B63H25/38 Z
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023009185
(22)【出願日】2023-01-25
【審査請求日】2023-01-25
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】592134848
【氏名又は名称】株式会社鷹取製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100114627
【弁理士】
【氏名又は名称】有吉 修一朗
(74)【代理人】
【識別番号】100182501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 靖之
(74)【代理人】
【識別番号】100175271
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 宣圭
(74)【代理人】
【識別番号】100190975
【弁理士】
【氏名又は名称】遠藤 聡子
(72)【発明者】
【氏名】藤山 幸二郎
【審査官】中島 昭浩
(56)【参考文献】
【文献】実開昭４８－００５４９４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開昭５４－０９３５８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０９８５９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０１７４６４９８（ＣＮ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０２１－０１１３７３４（ＫＲ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１３５６４９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６３Ｈ ２５／３８ － ２５／４２
Ｂ６３Ｂ ８３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
船の船底の下方に設けられ、所定の駆動源を介して回転可能なプロペラと、前記船底に形成された軸孔に挿通され、その一端側が同船底の外側に延び出して配置されると共に、回転可能に構成された舵軸と、前記舵軸の前記一端側に取り付けられ、前記プロペラが回転して生じた水流の流れを変えて、船の進行方向を変化又は調整する所定の舵とを備える船に対して、後付け可能に構成された船舶の操縦支援装置であって、前記軸孔に挿通可能に構成された筒状の第１の舵軸と、
前記第１の舵軸の貫通孔の内部に回転自在に挿通されると共に、前記第１の舵軸の一端側及び他端側よりも外側に延び出す長さに形成された第２の舵軸と、
前記第１の舵軸の一端側に固定された第１のラダーと、
前記第２の舵軸の一端側に固定され、前記第１のラダーと重ね合った状態で、１つの舵板を形成する第２のラダーと、
前記第１の舵軸の外周面かつ他端側に配置され、同第１の舵軸に固定された状態と、同第１の舵軸との固定が解除された状態とが切り替え可能なフランジ部と、
前記フランジ部が前記第１の舵軸に固定された状態で、同第１の舵軸の軸心を中心として、同フランジ部、同第１の舵軸及び前記第２の舵軸を一体的に回転せしめるフランジ部駆動源と、
前記フランジ部に取り付けられ、前記フランジ部と前記第１の舵軸との固定が解除された状態で、前記第１の舵軸及び前記第１のラダーからなる組を、前記第２の舵軸及び前記第２のラダーからなる組とは、独立して回転せしめる第１のアクチュエータと、
前記フランジ部に取り付けられ、前記フランジ部と前記第１の舵軸との固定が解除された状態で、前記第２の舵軸及び前記第２のラダーからなる組を、前記第１の舵軸及び前記第１のラダーからなる組とは、独立して回転せしめる第２のアクチュエータを備える
船舶の操縦支援装置。
【請求項2】
前記第１のラダーは、一端側に向けて厚みが小さくなる第１の羽根部と、前記第１の羽根部の他端側に設けられた複数の第１の管部を有し、前記第２のラダーは、一端側に向けて厚みが小さくなる第２の羽根部と、前記第２の羽根部の他端側に設けられた複数の第２の管部を有し、
前記第１の羽根部の一端側及び前記第２の羽根部の一端側を揃えて、同第１の羽根部と同第２の羽根部を重ね合わせた状態で、前記舵板が構成されると共に、前記第１の管部及び前記第２の管部が一列に並んで管部貫通孔が形成され、
前記第１の舵軸は、前記管部貫通孔の一部に挿通され、
前記第２の舵軸は、前記管部貫通孔の全部に挿通された
請求項１に記載の船舶の操縦支援装置。
【請求項3】
前記第１の舵軸の外周面に固定された第１のギアと、前記第２の舵軸の外周面に固定された第２のギアを有し、
前記第１のアクチュエータは、歯車構造で前記第１のギアと噛み合った第１の出力ギアに動力伝達し、同第１の出力ギアを回転させ、
前記第２のアクチュエータは、歯車構造で前記第２のギアと噛み合った第２の出力ギアに動力伝達し、同第２の出力ギアを回転させる
請求項１又は請求項２に記載の船舶の操縦支援装置。
【請求項4】
前記第１の舵軸の外周面に固定されると共に、前記フランジ部の近傍に設けられ、同第１の舵軸の長手方向と略平行な貫通孔である第１のピン孔が形成されたクランプ部を備え、前記フランジ部には、前記第１の舵軸の長手方向と略平行な貫通孔であると共に、前記フランジ部が前記第１の舵軸に固定された状態で、前記第１のピン孔と連通する第２のピン孔が形成され、
連通した前記第１のピン孔及び前記第２のピン孔に挿脱可能に構成され、その挿脱により、前記フランジ部が前記第１の舵軸に固定された状態と、同フランジ部と同第１の舵軸との固定が解除された状態とを切り替えるピン部材を有する
請求項１又は請求項２に記載の船舶の操縦支援装置。
【請求項5】
前記フランジ部は、同フランジ部が前記第１の舵軸に固定された状態で、前記プロペラの軸心の方向と略平行な向きに突出した凸部が形成され、前記凸部の突出した方向を基準として、前記第１の舵軸及び前記第１のラダーと、前記第２の舵軸及び前記第２のラダーの、それぞれの回転角度が制御可能である
請求項１又は請求項２に記載の船舶の操縦支援装置。
【請求項6】
風の風速及び向きを計測する風向風速計側手段と、前記船の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記船の移動方向と移動量を計測する加速度測定手段と、
前記風速及び向きの情報と、前記位置情報と、前記移動方向及び前記移動量に基づき、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータを制御するＣＰＵを備える
請求項１又は請求項２に記載の船舶の操縦支援装置。
【請求項7】
前記第１の羽根部の他端の端面には、前記第２の管部の外周面に沿って回動する第１のスクレーパー部が設けられ、前記第２の羽根部の他端の端面には、前記第１の管部の外周面に沿って回動する第２のスクレーパー部が設けられた
請求項２に記載の船舶の操縦支援装置。
【請求項8】
前記船は、総トン数が２０トン未満である請求項１又は請求項２に記載の船舶の操縦支援装置。
【請求項9】
３６０度の範囲の任意の方向にスティックを傾けて、前記船の移動方向及び移動速度を入力可能な操作部を備える請求項１又は請求項２に記載の船舶の操縦支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船舶の操縦支援装置に関する。詳しくは、プロペラと舵を介して操舵する小型船舶に、容易に後付けすることができ、既設の舵と取り換えることで、船の移動方向を自由度高く制御可能となる船舶の操縦支援装置に係るものである。
【背景技術】
【0002】
従来、漁船やプレジャーボート等の用途で小型船舶が広く用いられている。小型船舶とは、総トン数２０トン未満の船舶であり、例えば、全長が２０ｍ以下とサイズが小さく、１人でも操縦が可能なため、特に漁業用の船として古くから重宝されている。
【0003】
また、小型船舶の推進機関の設置方法には幾つかの方式があり、船内機船と呼ばれる方式では、エンジンで駆動するプロペラを、シャフトを介して船底の下方に配置し、プロペラと独立した舵をプロペラの後方に設けて、プロペラで押し出された水流の向きを変えて船を操舵する（例えば、非特許文献１及び被特許文献２参照）。
【0004】
また、プロペラは、これを構成する複数の羽根が回転して推力を生じるが、プロペラ自体の向きは、一般的に、船の前後方向に沿って水流を生じるように、シャフトを介して固定されている。
【0005】
また、小型船舶における舵は、例えば、平面視した際に、一端が尖り他端が丸くなった略水滴状の板を、舵軸に固定して構成されている。また、舵軸は、船底に形成した筒状の貫通孔に挿通されている。
【0006】
そして、この舵軸を、手動又は油圧シリンダー等の駆動源に接続して自動で回転させ、略水滴状の板の向き（回転角度）を変え、船の移動方向を制御している。
【0007】
このような小型船舶は、主に、１軸のプロペラと、プロペラを駆動するエンジン及び１枚板からなる舵から構成されている。そのため、駆動機構が、簡易な構造であり、頑丈であることから、年数の古い船であっても、整備や保守を行うことで長期間使用されている。
【0008】
また、こうした小型船舶は、船の中では安価な部類に入るため、漁業用の船舶の全体数のうち、かなりの割合を占めている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0009】
【文献】藤田一人"小型船舶操縦士免許取得の無料講座へようこそ！藤田海事代理士 北海道札幌市"、［online］運行（一般）、船体・設備・装備品、機関の装備の方法による小型船の分類［令和５年１月１８日検索］、インターネット＜URL：http://support.fujita-kaijidairisi.com/index.php?%E8%88%B9%E4%BD%93%E3%83%BB%E8%A8%AD%E5%82%99%E3%83%BB%E8%A3%85%E5%82%99%E5%93%81＞
【文献】愛知海ナビボート免許センター"ホームページ"、［online］スマホ学習（２級小型）、第３編－１運行、第１章操縦、１－１小型船舶 操舵の仕組み、２船内機船［令和５年１月１８日検索］、インターネット＜URL：https://www.j-mate.net/2kyu-study-3/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ここで、船内機船の小型船舶では、上述したように、向きが固定されたプロペラに対して、舵を回転させて船の移動方向を制御するため、主に舵の動きに追従して、船の移動方向が決定される。
【0011】
そのため、船の移動方向は、舵の動きの制約を受けることになり、１つの舵の動きのみでは、船の制御動作に限界があった。より詳細には、回転や横方向への移動、斜め方向への移動、エンジンを駆動したまま、一定の位置に留まる動作等、複雑な移動や停止を行うことが難しかった。
【0012】
特に、船が低速で航行する際には、舵の効きが悪くなるため、より一層、複雑な移動を行うことが困難となる。また、水上では、船体に風の影響を受けるため、風速や風向も考慮して、船を操舵する必要がある。
【0013】
即ち、例えば、作業者が１人で漁を行う場合、作業者は、漁場での網の設置や回収等、漁の作業に集中したいが、漁船の自由な動きが制限されているため、操船作業に手を取られてしまう問題があった。
【0014】
また、一方で、大型の船舶や高価なプレジャーボート等であれば、複数の船外機や、船体の前後にプロペラを有した構造であるため、回転や横向きの移動等、複雑な移動が可能となる。
【0015】
しかし、比較的安価な小型船舶に対して、新たにプロペラを追加することや、複数の船外機を設けることは現実的でない。また、船体が小型であるため、プロペラ等の設置個所が確保できないことや、船底に新たに孔を設けることができない等の不都合があった。
【0016】
このように、１軸のプロペラと舵で、その移動方向を制御する小型船舶に対しては、船体の構造になるべく手を加えることなく、複雑な動きを可能にしたいという要望があるものの、容易かつ安価にこれを実現する手段がなかった。
【0017】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、プロペラと舵を介して操舵する小型船舶に、容易に後付けすることができ、既設の舵と取り換えることで、船の移動方向を自由度高く制御可能となる船舶の操縦支援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】
【0018】
上記の目的を達成するために、本発明の船舶の操縦支援装置は、船の船底の下方に設けられ、所定の駆動源を介して回転可能なプロペラと、前記船底に形成された軸孔に挿通され、その一端側が同船底の外側に延び出して配置されると共に、回転可能に構成された舵軸と、前記舵軸の前記一端側に取り付けられ、前記プロペラが回転して生じた水流の流れを変えて、船の進行方向を変化又は調整する所定の舵とを備える船に対して、後付け可能に構成された船舶の操縦支援装置であって、前記軸孔に挿通可能に構成された略筒状の第１の舵軸と、前記第１の舵軸の貫通孔の内部に回転自在に挿通されると共に、前記第１の舵軸の一端側及び他端側よりも外側に延び出す長さに形成された第２の舵軸と、前記第１の舵軸の一端側に固定された第１のラダーと、前記第２の舵軸の一端側に固定され、前記第１のラダーと重ね合った状態で、１つの舵板を形成する第２のラダーと、前記第１の舵軸の外周面かつ他端側に配置され、同第１の舵軸に固定された状態と、同第１の舵軸から分離した状態とが切り替え可能なフランジ部と、前記フランジ部が前記第１の舵軸に固定された状態で、同第１の舵軸の軸心を中心として、同フランジ部、同第１の舵軸及び前記第２の舵軸を一体的に回転せしめるフランジ部駆動源と、前記フランジ部に取り付けられ、前記フランジ部が前記第１の舵軸から分離した状態で、前記第１の舵軸及び前記第１のラダーを、独立して回転せしめる第１のアクチュエータと、前記フランジ部に取り付けられ、前記フランジ部が前記第１の舵軸から分離した状態で、前記第２の舵軸及び前記第２のラダーを、独立して回転せしめる第２のアクチュエータとを備える。
【0019】
ここで、軸孔に挿通可能に構成された略筒状の第１の舵軸と、第１の舵軸の一端側に固定された第１のラダーと、フランジ部が第１の舵軸から分離した状態で、第１の舵軸及び第１のラダーを、独立して回転せしめる第１のアクチュエータによって、第２のラダーとは別に独立した舵として、第１のラダーを回転させてプロペラが生じた水流の流れを変え、船の移動方向を制御することができる。
【0020】
また、第２の舵軸が、第１の舵軸の貫通孔の内部に回転自在に挿通されると共に、第１の舵軸の一端側及び他端側よりも外側に延び出す長さに形成され、第２のラダーが、第２の舵軸の一端側に固定されたことによって、第１の舵軸の長さよりも第２の舵軸の長さが長くなり、第２の舵軸を第１の舵軸の内側に挿通させた状態で、第２の舵軸と第２のラダーからなる舵を構築することが可能となる。
【0021】
また、第１の舵軸の貫通孔の内部に回転自在に挿通されると共に、第１の舵軸の一端側及び他端側よりも外側に延び出す長さに形成された第２の舵軸と、第２の舵軸の一端側に固定された第２のラダーと、フランジ部が第１の舵軸から分離した状態で、第２の舵軸及び第２のラダーを、独立して回転せしめる第２のアクチュエータによって、第１のラダーとは別に独立した舵として、第２のラダーを回転させてプロペラが生じた水流の流れを変え、船の移動方向を制御することができる。
【0022】
また、軸孔に挿通可能に構成された略筒状の第１の舵軸と、第１の舵軸の一端側に固定された第１のラダーと、フランジ部が第１の舵軸から分離した状態で、第１の舵軸及び第１のラダーを、独立して回転せしめる第１のアクチュエータと、第１の舵軸の貫通孔の内部に回転自在に挿通されると共に、第１の舵軸の一端側及び他端側よりも外側に延び出す長さに形成された第２の舵軸と、第２の舵軸の一端側に固定された第２のラダーと、フランジ部が第１の舵軸から分離した状態で、第２の舵軸及び第２のラダーを、独立して回転せしめる第２のアクチュエータによって、それぞれ独立して回転させることが可能な２つのラダーの動きを組み合わせて、複雑な船の動きを実現することが可能となる。即ち、プロペラが生じた水流の流れに対して、第１のラダーと、第２のラダーのそれぞれの回転角度を調節することで、水流の流れをより精密に制御することができる。この結果、１つのラダーのみでの水流の制御では得られなかった推進力を船体に作用させることができ、回転や横方向及び斜め方向への移動又はエンジンを駆動したまま一定の位置に留まる等、船の移動方向を自由度高く制御可能となる。
【0023】
また、第１の舵軸が略筒状であり、第２の舵軸が第１の舵軸の貫通孔の内部に回転自在に挿通されると共に、第１の舵軸の一端側及び他端側よりも外側に延び出す長さに形成されたことによって、第１の舵軸の内側に、第２の舵軸を挿通して、同じ軸心を中心として、それぞれの舵軸を回転させることができる。このことによれば、第１の舵軸の直径方向において、第１の舵軸と第２の舵軸が占める領域が、第１の舵軸の１本分の範囲内に収まるものとなり、コンパクトな構造で、２つのラダーの回転を実現することができる。
【0024】
また、フランジ部が、第１の舵軸の外周面かつ他端側に配置され、第１の舵軸に固定された状態と、第１の舵軸から分離した状態とが切り替え可能であり、第２のラダーが、第２の舵軸の一端側に固定され、第１のラダーと重ね合った状態で、１つの舵板を形成し、フランジ部駆動源が、フランジ部が第１の舵軸に固定された状態で、第１の舵軸の軸心を中心として、フランジ部、第１の舵軸及び第２の舵軸を一体的に回転せしめることによって、第１のラダー及び第２のラダーからなる舵板を、１つの舵として回転させ、プロペラが生じた水流の流れを変え、船の移動方向を制御することができる。即ち、２つのラダーを個別に回転させることによる水流の制御だけでなく、２つのラダーを一体化させた、１つの大きな舵としても、水流の制御を行うことが可能となる。この際、フランジ部が、フランジ部駆動源と、第１の舵軸を接続し、フランジ部駆動源により、フランジ部、第１の舵軸及び第２の舵軸を一体的に回転させて、舵板の回転角度を制御することができる。
【0025】
また、フランジ部が、第１の舵軸に固定された状態と、第１の舵軸から分離した状態とが切り替え可能であり、フランジ部駆動源が、フランジ部が第１の舵軸に固定された状態で、第１の舵軸の軸心を中心として、フランジ部、第１の舵軸及び第２の舵軸を一体的に回転せしめることによって、フランジ部と第１の舵軸との間の固定と分離の切り替えにより、第１のラダーと第２のラダーを１つの舵板として回転させるか又は２つのラダーを独立して回転させるかを変更することができる。即ち、フランジ部が第１の舵軸に固定された状態では、フランジ部、第１の舵軸及び第２の舵軸は、１つの舵板として、一体的に回転するものとなる。また、フランジ部が第１の舵軸から分離した状態では、第１の舵軸と、第２の舵軸は独立して回転させることが可能となる。
【0026】
また、第１の舵軸が、軸孔に挿通可能に構成されたことによって、船に元々形成された軸孔を利用できるため、船の船体に新たな加工等を施すことなく、第１の舵軸を船底に取り付けることができる。また、第１の舵軸及び第２の舵軸を、既設の舵と取り換え、比較的簡単な作業で、船に装置を取り付けることができるため、既存の船に対して、容易に後付けすることが可能となる。
【0027】
また、フランジ部が、第１の舵軸の外周面に配置されたことによって、フランジ部を軸孔に引っ掛けて、第１の舵軸が軸孔から抜け落ちることを抑止できる。
【0028】
また、第１のラダーが、一端側に向けて厚みが小さくなる第１の羽根部と、第１の羽根部の他端側に設けられた複数の第１の管部を有し、第２のラダーが、一端側に向けて厚みが小さくなる第２の羽根部と、第２の羽根部の他端側に設けられた複数の第２の管部を有する場合には、第１のラダー及び第２のラダーが、羽根部と複数の管部で構築され、管部側を軸心として羽根部の回転角度を変え、羽根部の部分で、プロペラが生じた水流の流れを変えることができる。
【0029】
また、第１の羽根部の一端側及び第２の羽根部の一端側を揃えて、第１の羽根部と第２の羽根部を重ね合わせた状態で、舵板が構成される場合には、第１の羽根部と第２の羽根部を重ね合わせて一体化して、１つの大きな舵板を構築して、この舵板でプロペラが生じた水流の流れを変えることができる。
【0030】
また、第１の羽根部の一端側及び第２の羽根部の一端側を揃えて、第１の羽根部と第２の羽根部を重ね合わせた状態で、舵板が構成されると共に、第１の管部及び第２の管部が一列に並んで管部貫通孔が形成され、第１の舵軸は、管部貫通孔の一部に挿通され、第２の舵軸は、管部貫通孔の全部に挿通された場合には、管部貫通孔に、第１の舵軸と第２の舵軸の両方を挿入して、各舵軸を、第１の管部又は第２の管部のそれぞれと固定し、第１の羽根部と、第２の羽根部のそれぞれの回転の中心軸とすることができる。また、第１の舵軸が管部貫通孔の一部に挿通され、第２の舵軸が、管部貫通孔の全部に挿通されたことで、複数の第１の管部のうちの一部を第１の舵軸に固定して、かつ、複数の第２の管部のうちの一部を第２の舵軸に固定することが可能となる。即ち、第２の舵軸は、第１の舵軸の貫通孔に挿通され、その一部が第１の舵軸の一端よりも外側に延び出しているため、第１の舵軸が管部貫通孔の一部に挿通されることで、管部貫通孔の内周面には、第１の舵軸の外周面とのみ対向する領域と、第２の舵軸の外周面とのみ対向する領域ができ、各領域に対応する位置で、それぞれの舵軸と管部を固定することができる。
【0031】
また、第１の舵軸の外周面に固定された第１のギアと、第２の舵軸の外周面に固定された第２のギアとを有し、第１のアクチュエータは、歯車構造で第１のギアと噛み合った第１の出力ギアに動力伝達し、第１の出力ギアを回転させ、第２のアクチュエータは、歯車構造で第２のギアと噛み合った第２の出力ギアに動力伝達し、第２の出力ギアを回転させる場合には、第１のギア及び第１の出力ギアと、第２のギア及び第２の出力ギアの、それぞれの歯車構造の噛み合いにより、第１の舵軸と、第２の舵軸のそれぞれを回転させることができる。
【0032】
また、第１の舵軸の外周面に固定されると共に、フランジ部の近傍に設けられ、第１舵軸の長手方向と略平行な貫通孔である第１のピン孔が形成されたクランプ部を備え、フランジ部には、第１舵軸の長手方向と略平行な貫通孔であると共に、フランジ部が第１の舵軸に固定された状態で、前記第１のピン孔と連通する第２のピン孔が形成され、連通した第１のピン孔及び第２のピン孔に挿脱可能に構成され、その挿脱により、フランジ部が第１の舵軸に固定された状態と、フランジ部が第１の舵軸から分離した状態とを切り替えるピン部材を有する場合には、第１のピン孔、第２のピン孔及びピン部材からなる、比較的簡易な構成で、フランジ部と第１の舵軸との間の固定又は分離を切り替えることができる。また、ピン部材を、第１のピン孔及び第２のピン孔に対して、挿通させるか又は抜き出す動作により、フランジ部と第１の舵軸との間の固定と分離を切り替え可能となる。
【0033】
また、フランジ部は、フランジ部が第１の舵軸に固定された状態で、プロペラの軸心の方向と略平行な向きに突出した凸部が形成され、凸部の突出した方向を基準として、第１の舵軸及び第１のラダーと、第２の舵軸及び第２のラダーの、それぞれの回転角度が制御可能である場合には、凸部の突出した方向を、それぞれのラダーが回転する前の起点の角度（例えば、０度）として、この起点の角度からの角度の変位量をもって、それぞれの舵軸を中心とした、各ラダーの回転動作を厳密に制御可能となる。また、第１のラダーと第２のラダーを重ねて１つの舵板として使用する際には、凸部の突出した方向に向かうように各ラダーの回転角度を調整することで、１つの舵板が回転する前の起点の位置で、第１のラダーと第２のラダーを一体化させることができる。
【0034】
また、風の風速及び向きを計測する風向風速計側手段と、船の位置情報を取得する位置情報取得手段と、船の移動方向と移動量を計測する加速度測定手段と、風速及び向きの情報と、位置情報と、移動方向及び移動量に基づき、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータを制御するＣＰＵとを備える場合には、風の風速及び向きの情報と、船の位置情報と、移動方向及び移動量に基づいて、船の移動方向を制御することが可能となる。即ち、これらの情報に基づいて、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータの動作を制御して、第１のラダー及び第２のラダーの回転角度を調整し、所望の方向に船が移動するような推力を得ることができる。また、停船時又はごく低速での航行時には、これらの情報に基づいて、風の正面に船の船首を向けるように、船体の向きを制御することも可能となる。この結果、船体への風の影響を抑え、船が風で流されにくくすることができる。
【0035】
また、第１の羽根部の他端の端面には、第２の管部の外周面に沿って回動する第１のスクレーパー部が設けられ、第２の羽根部の他端の端面には、第１の管部の外周面に沿って回動する第２のスクレーパー部が設けられた場合には、第１の管部と第２の管部の結合箇所や、各管部の外周面に付着する貝等の海洋付着物を、第１のスクレーパー部及び第２のスクレーパー部で除去することができる。これにより、第１のラダー及び第２のラダーの保守が容易となる。
【0036】
また、船は、総トン数が２０トン未満である場合には、小型船舶に対して、船舶の操縦支援装置を導入することができる。
【0037】
また、３６０度の範囲の任意の方向にスティックを傾けて、船の移動方向及び移動速度を入力可能な操作部を備える場合には、スティックを所望の方向に傾ける簡単な操作で、船の移動方向を入力して、船の移動を制御することができる。
【発明の効果】
【0038】
本発明に係る船舶の操縦支援装置は、プロペラと舵を介して操舵する小型船舶に、容易に後付けすることができ、既設の舵と取り換えることで、船の移動方向を自由度高く制御可能なものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図2】ラダーユニット、接続ユニット及び駆動ユニットの概略構造を示す概略斜視図である。
【図3】（ａ）は、ラダーユニットの全体構造を斜め上方から見た概略斜視図であり、（ｂ）は、ラダーユニットの全体構造を斜め下方から見た概略斜視図である。
【図4】接続ユニットの構造を示す概略斜視図である。
【図5】アクチュエータユニットの取付構造を示す分解斜視図である。
【図6】アクチュエータユニットの内部構造を示す概略斜視断面図である。
【図7】アクチュエータ本体の筐体の内部構造を示す概略平面図である。
【図8】アクチュエータユニットの内部構造を示す概略正面断面図である。
【図9】（ａ）～（ｄ）は、ラダーユニットの組立ての流れを示す工程図である。
【図10】（ａ）～（ｄ）は、船へのラダーユニットの取り付けの流れを示す工程図である。
【図11】（ａ）～（ｄ）は、アウターシャフトへのＴ型プレートの取り付けの流れを示す工程図である。
【図12】（ａ）～（ｄ）は、上部ギア、下部ギア及びアクチュエータユニットの取り付けの流れを示す工程図である。
【図13】（ａ）～（ｃ）は、船舶の操縦支援装置を取り付けた船における、２つのスプリットラダーの動きと船の動きを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
本発明を適用した船舶の操縦支援装置の一例である操縦支援装置について説明する。なお、以下の事例では、操縦支援装置を船１に取り付けた構造（図１（ａ）参照）を元に説明を行う。
本発明を適用した船舶の操縦支援装置の一例である操縦支援装置について説明する。なお、以下の事例では、操縦支援装置を船１に取り付けた構造（図１（ａ）参照）を元に説明を行う。
【0041】
また、以下の説明では、図１（ｂ）を基準として、船１における船尾から見た船首の方向を、前又は前方と称し、船首から見た船尾の方向を、後ろ又は後方と称する。また、船１のプロペラ１０から見た船体の方向を、上又は上方と称し、船体から見たプロペラ１０の方向を、下又は下方と称する。また、前後を結ぶ方向を、前後方向と称し、上下を結ぶ方向を、上下方向又は鉛直方向と称する。
【0042】
また、以下の説明では、図１３（ａ）を基準として、船体の中心から見て紙面の上方を、右又は右方と称し、船体の中心から見て紙面の下方を、左又は左方と称する。また、左右を結ぶ方向を、左右方向と称する。また、前後方向又は左右方向を、水平方向と称する場合がある。
【0043】
ここで、船１は、総トン数が２０トン未満の小型船舶に分類される船である。また、船１は、推進機関が船内機船の方式で設置された船であり、１つのプロペラ１０がシャフト１１を介して船底の下方に設置されている（図１（ｂ）参照）。なお、ここでいう船１が、本願請求項における船に相当する部分である。
【0044】
なお、説明の便宜上、船１の全体の構造は簡略化した内容で図示している。また、図１（ｂ）では、船体とシャフト１１の接続箇所は省略して図示している。なお、ここでいうプロペラ１０が、本願請求項におけるプロペラに相当する部材である。
【0045】
また、船１は、船尾側の船底に、船体を上下方向に貫通した軸孔１２が形成されている（図１（ｂ）参照）。この軸孔１２は、操縦支援装置を船１に後付けする前に、元々、船１が備えていた舵（図示省略）をプロペラ１０の後方に配置するための孔部である。なお、ここでいう軸孔１２が、本願請求項における軸孔に相当する部分である。
【0046】
また軸孔１２に対応する船体側には、船１の既設の舵のシャフトを保護する保護筒部１３が形成されている。また、軸孔１２及び保護筒部１３は一体化した構造となっており、既設の舵又は後述するシャフト部２０を挿通させる部分となる。なお、ここでいう既設の舵が、本願請求項における所定の舵に相当する部材である。
【0047】
本発明の実施の形態である操縦支援装置は、船１の既設の舵に代えて、後述するラダーユニット２を取り付けて、プロペラ１０が生じる水流を精密に制御して、船１における複雑な移動を可能とする装置である。
【0048】
【0049】
また、ラダーユニット２は、図示しないエンジンを駆動源として回転するプロペラ１０が生じた水流の向きを調整して、船１を所望の方向に移動させるための推進力を生じさせ、その移動方向を制御する部分である。
【0050】
また、接続ユニット３は、ラダーユニット２と駆動ユニット４との間を接続するための各種の接続機構から構成された部分である。
【0051】
また、駆動ユニット４は、ラダーユニット２を駆動させるための各種の駆動機構から構成された部分である。
【0052】
また、制御ユニットは、駆動ユニット４を介してラダーユニット２を駆動させる際に、その駆動の制御を行う部分である。また、制御ユニットは、後述する各種センサー又は計測機器等が収集した情報の情報処理を行い、ラダーユニット２の駆動を制御する部分である。
【0053】
［ラダーユニット］
図２に示すように、ラダーユニット２は、シャフト部２０と、ラダー部２１を有している。
図２に示すように、ラダーユニット２は、シャフト部２０と、ラダー部２１を有している。
【0054】
また、シャフト部２０は、筒状のアウターシャフト２００と、筒状のインナーシャフト２０１で構成されている（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。また、ラダー部２１は、２つのスプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１で構成されている。
【0055】
ここで、アウターシャフト２００は、その下端部側がスプリットラダー２１０に固定され、１本の舵の回転軸となる部材である。また、インナーシャフト２０１は、その下端部側がスプリットラダー２１１に固定され、１本の舵の回転軸となる部材である。即ち、これらの２本の舵が、それぞれ独立して回転する舵となる。
【0056】
なお、ここでいうアウターシャフト２００が、本願請求項における第１の舵軸に相当する部材である。また、ここでいうインナーシャフト２０１が、本願請求項における第２の舵軸に相当する部材である。また、ここでいうスプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１がそれぞれ、本願請求項における第１のラダー及び第２のラダーに相当する部材である。
【0057】
【0058】
この結合ラダー２１２は、１本の大きな舵として回転し、プロペラ１０が生じた水流の向きを調整する部材となる。なお、ここでいう結合ラダー２１２が、本願請求項における舵板に相当する部材である。
【0059】
また、図３（ａ）に示すように、筒状のアウターシャフト２００の外周径は、筒状のインナーシャフト２０１の外周径よりも大きく形成されている。また、アウターシャフト２００の貫通孔の内側に、インナーシャフト２０１が回転自在に挿通されている。このためアウターシャフト２００と、インナーシャフト２０１は、共通する軸心を有する位置関係にある。
【0060】
なお、結合ラダー２１２として機能する際には、アウターシャフト２００と、インナーシャフト２０１は、１つの回転軸として一体的に回転するが、詳細については後述する。
【0061】
また、インナーシャフト２０１の長さは、アウターシャフト２００の長さよりも長く形成されている。そのため、アウターシャフト２００の貫通孔の内側にインナーシャフト２０１を挿通させると、アウターシャフト２００の上端及び下端の両方から、インナーシャフト２０１が延び出した構造となる。
【0062】
また、アウターシャフト２００の下端から延び出したインナーシャフト２０１の下端部側の長さは、後述するスプリットラダー２１１における管部２１６との固定に必要な長さで設定されている。なお、ラダーユニット２の詳細な組み立て構造は後述する。
【0063】
また、スプリットラダー２１０は、１枚の羽根部２１３と、複数の管部２１４を有している（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。また、スプリットラダー２１１は、スプリットラダー２１０と同様の構造であり、１枚の羽根部２１５と、複数の管部２１６を有している。本実施の形態では、管部２１４と管部２１６は、いずれも４つずつ設けられた構造となっている。
【0064】
なお、ここでいう羽根部２１３及び管部２１４が、本願請求項における第１の羽根部及び第１の管部に相当する部材である。また、ここでいう羽根部２１５及び管部２１６が、本願請求項における第２の羽根部及び第２の管部に相当する部材である。
【0065】
また、羽根部２１３は、アウターシャフト２００を回転軸として回転し、プロペラ１０が生じた水流の向きを調整する部材である。また、羽根部２１５は、インナーシャフト２０１を回転軸として回転し、プロペラ１０が生じた水流の向きを調整する部材である。
【0066】
また、複数の管部２１４は、４つのうち上部側の２つに、アウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１が挿通され、アウターシャフト２００の下端部側を固定する部分となる。即ち、複数の管部２１４の上部側の一部及び固定具を介して、アウターシャフト２００の下端部側と羽根部２１３が固定される。
【0067】
また、複数の管部２１４は、４つのうち下部側の２つに、アウターシャフト２００の下端から延び出したインナーシャフト２０１が挿通されている。
【0068】
また、複数の管部２１６は、４つのうちの上部側の２つに、アウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１が挿通され、下部側の２つに、インナーシャフト２０１のみが挿通され、インナーシャフト２０１の下端部側を固定する部分となる。即ち、複数の管部２１６の下部側の一部及び固定具を介して、インナーシャフト２０１の下端部側と羽根部２１５が固定される。
【0069】
ここで、管部２１４及び管部２１６の数は、それぞれ４つずつに限定されるものではなく、適宜設定することができる。また、管部２１４のうち、アウターシャフト２００と固定する管部２１４の数と、管部２１６のうち、インナーシャフト２０１と固定する管部２１６の数も、それぞれ２つずつに限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【0070】
また、必ずしも、スプリットラダー２１０に複数の管部２１４が形成される必要はなく、アウターシャフト２００の下端部側と羽根部２１３が固定可能であれば、種々の固定構造が採用しうる。但し、アウターシャフト２００を管部２１４に挿通させて固定することで、安定した固定構造となるため、スプリットラダー２１０に複数の管部２１４が形成されることが好ましい。
【0071】
また、必ずしも、スプリットラダー２１１に複数の管部２１６が形成される必要はなく、インナーシャフト２０１の下端部側と羽根部２１５が固定可能であれば、種々の固定構造が採用しうる。但し、インナーシャフト２０１を管部２１６に挿通させて固定することで、安定した固定構造となるため、スプリットラダー２１１に複数の管部２１６が形成されることが好ましい。
【0072】
【0073】
これにより、複数の管部２１４の貫通孔と複数の管部２１６の貫通孔が連通して、１つの大きな管部貫通孔２１７を形成する。なお、ここでいう管部貫通孔２１７が、本願請求項における管部貫通孔に相当する部分である。
【0074】
即ち、この管部貫通孔２１７に対して、アウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１が挿通され、上述したように、管部２１４又は管部２１６と固定された構造となる。
【0075】
また、ラダーユニット２が、１つの舵である結合ラダー２１２として機能する場合には、管部貫通孔２１７に挿通されたアウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１が、一体となって結合ラダー２１２の回転軸となる。
【0076】
また、図３（ｂ）に示すように、ラダーユニット２は、管部貫通孔２１７の下端の位置に、インナーシャフト２０１の下方への抜け落ちを防止するための、抜け止めキャップ２２が取り付けられている。
【0077】
また、スプリットラダー２１０は、羽根部２１３のアウターシャフト２００側の端面に、板状のスクレーパー２３が取り付けられている（図３（ａ）参照）。このスクレーパー２３は、近傍の管部２１６の外周面や、管部２１４及び管部２１６の結合部分に付着する貝等の海洋付着物を除去する部材である。
【0078】
このスクレーパー２３は、管部２１６の数と同じく４つ設けられている。また、スプリットラダー２０１には、羽根部２１５の端面に、スクレーパー２３と同様の部材であるスクレーパー２４が４つ設けられている（図３（ｂ）参照）。
【0079】
なお、ここでいうスクレーパー２３及びスクレーパー２４が、本願請求項における第１のスクレーパー部及び第２のスクレーパー部に相当する部材である。
【0080】
［接続ユニット］
図４及び図５に示すように、接続ユニット３は、Ｔ型プレート３０と、取付スタンド３１、取付スタンド３２及びピン３３を有している。なお、ここでいうＴ型プレート３０が、本願請求項におけるフランジ部に相当する部材である。また、ピン３３が、本願請求項におけるピン部材に相当する部材である。
図４及び図５に示すように、接続ユニット３は、Ｔ型プレート３０と、取付スタンド３１、取付スタンド３２及びピン３３を有している。なお、ここでいうＴ型プレート３０が、本願請求項におけるフランジ部に相当する部材である。また、ピン３３が、本願請求項におけるピン部材に相当する部材である。
【0081】
また、図５は、各部材の構造と形状を明確にするために、Ｔ型プレート３０、取付スタンド３１、取付スタンド３２、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２を分離した状態で示している。
【0082】
ここで、Ｔ型プレート３０は、外形が略Ｔ字状の板部材であり、後述する油圧シリンダー４０と、アウターシャフト２００を接続する部材であり、かつ、シャフト部２０が軸孔１２から下方に抜け落ちないようにするための部材である。また、Ｔ型プレート３０は、ピン３３を介して、アウターシャフト２００に固定された状態と、分離した状態を切り替え可能に構成されている。
【0083】
また、Ｔ型プレート３０には、ピン３３を挿通可能な上部ピン孔３０２が形成されている。この上部ピン孔３０２は、後述する下部ピン孔３４２と連通して、ピン３３を挿脱可能な孔部を形成する。なお、Ｔ型プレート３０のアウターシャフト２００への詳細な取り付け構造と、ピン３３による切り替えについては後述する。また、ここでいう上部ピン孔３０２が、本願請求項における第２のピン孔に相当する部分である。
【0084】
また、取付スタンド３１は、後述するアクチュエータユニット４１をＴ型プレート３０に取り付けるための部材である。また、取付スタンド３２は、後述するアクチュエータユニット４２をＴ型プレート３０に取り付けるための部材である。
【0085】
また、Ｔ型プレート３０は、突出片３００と、２つの取付片３０１を有している（図４及び図５参照）。突出片３００は、スプリットラダー２１０とスプリットラダー２１１が、それぞれ独立して回転する際に、その回転角度の基準位置（ホームポジション）を示す部材である。なお、ここでいう突出片３００が、本願請求項における凸部に相当する部分である。
【0086】
即ち、２つのラダーが独立して回転する際には、突出片３００の突出した方向が、水平方向の回転における０度の位置となる。制御ユニットは、この基準位置からの回転角度の変位量に基づき、スプリットラダー２１０とスプリットラダー２１１のそれぞれの駆動を制御するよう構成されている。
【0087】
また、突出片３００が突出した方向は、プロペラ１０の軸心の方向と略平行な方向である。また、さらに言えば、突出片３００が突出した方向は、船１における前方から後方に向かう方向である。
【0088】
【0089】
また、取付スタンド３１は、一対の縦板３１０から構成され、縦板３１０の上部には、アクチュエータユニット４１を乗せて固定するための載置部３１１が形成されている（図５参照）。
【0090】
また、取付スタンド３２は、取付スタンド３１とほぼ同様の構造を有しており、一対の縦板３２０から構成され、縦板３２０の上部には、アクチュエータユニット４２を乗せて固定するための載置部３２１が形成されている（図５参照）。
【0091】
また、縦板３２０の長さは、縦板３１０の長さよりも長く形成されている。これにより、鉛直方向において、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２の高さ位置を異ならせて配置可能となる。
【0092】
ここで、必ずしも、Ｔ型プレート３０は、その外形が略Ｔ字状に形成される必要はなく、また、突出片３００と２つの取付片３０１を有する構成に限定されるものではない。Ｔ型プレート３０は、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２が取り付け可能に構成されていれば、その形状は適宜変更することができる。また、突出片３００の代わりに、一定の方向を示す部材や目印が設けられた構造も採用しうる。
【0093】
また、取付スタンド３１及び取付スタンド３２の形状と構造は、特に限定されるものではなく、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２の高さ位置を異ならせて、これらをＴ型プレートに固定可能であれば、適宜変更することができる。
【0094】
［駆動ユニット］
図４に示すように、駆動ユニット４は、油圧シリンダー４０と、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２を有している。なお、ここでいう油圧シリンダー４０が、本願請求項におけるフランジ部駆動源に相当する部材である。また、ここでいうアクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２がそれぞれ、本願請求項における第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータに相当する部材である。
図４に示すように、駆動ユニット４は、油圧シリンダー４０と、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２を有している。なお、ここでいう油圧シリンダー４０が、本願請求項におけるフランジ部駆動源に相当する部材である。また、ここでいうアクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２がそれぞれ、本願請求項における第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータに相当する部材である。
【0095】
ここで、油圧シリンダー４０は、アウターシャフト２００に固定された状態のＴ型プレート３０を水平方向に沿って回転させる駆動源である。
【0096】
即ち、スプリットラダー２１０とスプリットラダー２１１が一体化して結合ラダー２１２として機能する際に、油圧シリンダー４０がＴ型プレート３０を回動させ、これに伴い、アウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１が一体的に回転し、結合ラダー２１２が回転するよう構成されている。
【0097】
また、油圧シリンダー４０は、船１の既設のエンジン等に接続されて駆動するよう構成されている。例えば、油圧シリンダー４０と、プロペラ１０を共通のエンジンに接続して駆動させる態様が採用しうる。
【0098】
ここで、必ずしも、油圧シリンダー４０が、船１の既設のエンジン等に接続されて駆動するよう構成される必要はない。例えば、別途の駆動源に接続する態様又は油圧シリンダー４０専用の駆動源を設ける態様も採用することができる。
【0099】
また、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２はそれぞれ、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を独立して回転させるための駆動源である。また、アクチュエータユニット４１と、アクチュエータユニット４２は同一の構造を有しており、各ユニットからは同じトルクが生じるよう構成されている。
【0100】
また、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２は、図示しないＤＣ電源に接続されて駆動するよう構成されている。
【0101】
また、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２は、いずれも制御ユニットにより、その駆動が制御されている。
【0102】
ここで、必ずしも、アクチュエータユニット４１と、アクチュエータユニット４２が同一の構造を有する必要はない。スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を独立して回転させることが可能となっていれば、アクチュエータユニット４１と、アクチュエータユニット４２が、異なる構造を有するものであってもよい。
【0103】
また、必ずしも、アクチュエータユニット４１と、アクチュエータユニット４２から同じトルクが生じる必要はなく、異なるトルクを生じる２つのアクチュエータユニットを用いることもできる。但し、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を回転させる際の制御が行い易くなることから、アクチュエータユニット４１と、アクチュエータユニット４２から同じトルクが生じることが好ましい。
【0104】
【0105】
この出力ギア４１０は、アクチュエータユニット４１から生じたトルクを、アウターシャフト２００の回転の動力として伝達するギア部材である。また、出力ギア４２０は、アクチュエータユニット４２から生じたトルクを、インナーシャフト２０１の回転の動力として伝達するギア部材である。
【0106】
【0107】
この上部ギア５０は、出力ギア４２０を介して伝達された動力を、インナーシャフト２０１の回転力へと変換するギア部材である。また、下部ギア５１は、出力ギア４１０を介して伝達された動力を、アウターシャフト２００の回転力へと変換するギア部材である。
【0108】
なお、ここでいう出力ギア４１０及び出力ギア４２０がそれぞれ、本願請求項における第１の出力ギア及び第２の出力ギアに相当する部材である。また、ここでいう上部ギア５０及び下部ギア５１がそれぞれ、本願請求項における第２のギア及び第１のギアに相当する部材である。
【0109】
この出力ギア４１０と、アウターシャフト２００の下部ギア５１は、鉛直方向において同じ高さ位置にあり、歯車構造で噛み合った状態で配置されている。また出力ギア４２０と、インナーシャフト２０１の上部ギア５０は、鉛直方向において同じ高さ位置にあり、歯車構造で噛み合った状態で配置されている（図４参照）。
【0110】
続いて、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２の構造を説明する。なお、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２の内部構造は共通しているため、以下では、アクチュエータユニット４２の部材を中心に説明を行い、アクチュエータユニット４１の内部構造の説明は省略する。
【0111】
【0112】
また、アクチュエータ本体６は、筐体６０と、モーター６１と、ベルト伝達部６２と、ウォーム減速機６３を有している（図７参照）。また、アクチュエータ本体６は、サーボドライバー６４と、オペレータ部６５を有している。
【0113】
また、筐体６０は、モーター６１、ベルト伝達部６２、ウォーム減速機６３、サーボドライバー６４、オペレータ部６５等のアクチュエータ本体６を構成する主な部材を、その内部に収容する外装部材である。なお、図７においては、筐体６０の内部構造を示すために、筐体６０の天板を除いた状態を図示している。
【0114】
また、モーター６１は、後述するアクチュエータシャフト６８を介して、出力ギア４２０を回転させるトルクを生じさせるための、アクチュエータユニット４２における駆動源である。モーター６１は、直流駆動のＤＣモーターの１つであるブラシレスモーターで構成されている。また、モーター６１は、回転軸（図示省略）を有している。
【0115】
また、ベルト伝達部６２は、モーター６１から出力された動力を、ウォーム減速機６３に伝達するための動力伝達機構である。また、ベルト伝達部６２は、モーター６１から出力された動力の回転速度を減じることでトルクを大きくして、ウォーム減速機６３に伝達する減速機構でもある。ベルト伝達部６２のような動力機構は、一般的にベルトドライブとも称される。
【0116】
ベルト伝達部６２は、小径プーリー６２０と、大径プーリー６２１と、ベルト６２２を有している（図７参照）。小径プーリー６２０は、モーター６１の回転軸に取り付けられ、回転軸と一体的に回転する部材である。また、大径プーリー６２１は、後述するウォーム減速機６３のウォーム部６３０に取り付けられ、ウォーム部６３０と一体的に回転する部材である。
【0117】
また、ベルト６２２は、小径プーリー６２０及び大径プーリー６２１に張設されたベルト部材である。小径プーリー６２０及び大径プーリー６２１の外周面に形成された凹凸と、ベルト６２２の内周面に形成された凹凸が嵌合して、小径プーリー６２０、大径プーリー６２１及びベルト６２２が一体的に回転する構成となっている。
【0118】
また、小径プーリー６２０の径の大きさと、大径プーリー６２１の径の大きさは、その比率が、小径プーリー６２０：大径プーリー６２１＝１：２の比率となっている。また、小径プーリー６２０と大径大径プーリー６２１の径の大きさの比率に応じて、モーター６１の回転速度を減速させることができる。
【0119】
即ち、小径プーリー６２０及び大径プーリー６２１の径の大きさの比率から、ベルト伝達部６２において、１：２の減速比を得ることができる。このベルト伝達部６２における減速比と、ウォーム減速機６３から得られる減速比に応じて、アクチュエータユニット４２から出力されるトルクが規定される。
【0120】
ここで、必ずしも、小径プーリー６２０の径の大きさと、大径プーリー６２１の径の大きさは、その比率が、小径プーリー６２０：大径プーリー６２１＝１：２の比率に限定されるものではない。但し、ベルト伝達部６２で減速比を得るために、小径プーリー６２０の径よりも大径プーリー６２１の径の大きさが大きくなることが好ましい。また、ベルト伝達機構６２のサイズが大きくなって、アクチュエータ本体６のサイズが大きくなることを避ける観点から、径の大きさにおいて、小径プーリー６２０：大径プーリー６２１＝１：２以下となることが好ましい。また、ベルト伝達機構のサイズを小型にしながら、ベルト伝達部６２で高い減速比を得ることを両立させる観点から、径の大きさにおいて、小径プーリー６２０：大径プーリー６２１＝１：２となることがさらに好ましい。
【0121】
また、アクチュエータ本体６が小型にできれば、モーター６１の出力の値は限定されるものではない。例えば、本発明では、出力５０～１００Ｗのモーターを用いることができる。
【0122】
また、ウォーム減速機６３は、ベルト伝達部６２から伝達された動力の回転速度を更に減じることでトルクを大きくして、アクチュエータシャフト６８に伝達する減速機である。また、ウォーム減速機６３は、１：５０の減速比を有している。
【0123】
また、ウォーム減速機６３は、ウォーム部６３０と、ウォームギア６３１を有している（図７参照）。ウォーム部６３０及びウォームギア６３１には、歯車部が各々に設けられている。また、ウォーム部６３０に対して、ウォームギア６３１が直交して配置され、各歯車部の噛み合いにより動力伝達を行う部材である。
【0124】
また、ウォームギア６３１の周辺構造を説明する。ウォームギア６３１の上方かつ筐体６０の内部には、コネクタホルダー６６が設けられている（図６及び図８参照）。コネクタホルダー６６は、電源基盤及び各基盤との配線を収納する部材である。
【0125】
また、ウォームギア６３１は、ジョイントプーリー６７を介して、アクチュエータシャフト６８に接続されている（図６及び図８参照）。また、アクチュエータシャフト６８は出力ギア４２０に接続されている。このアクチュエータシャフト６８は、ウォームギア６３１の回転駆動を出力ギア４２０に動力伝達する部材である。
【0126】
即ち、ウォームギア６３１及びアクチュエータシャフト６８は、ジョイントプーリー６７を介して一体的に回転するように構成されている。なお、ウォーム減速機６３の構造は、既知の波動歯車減速機が採用可能であり、その詳細な構造の説明は省略する。
【0127】
このアクチュエータユニット４２では、モーター６１から出力された動力は、ベルト伝達部６２により回転速度を減じることでトルクを大きくして、ウォーム減速機６３に伝達される。また、ウォーム減速機６３は、ベルト伝達部６２から伝達された動力の回転速度を更に減じることでトルクを大きくして、アクチュエータシャフト６８に伝達し、アクチュエータシャフト６８が出力ギア４２０と一体的に回転するよう構成されている。
【0128】
また、上述したように、回転する出力ギア４２０は、インナーシャフト２０１の上端部側に固定された上部ギア５０と歯車構造で嵌合して、上部ギア５０（インナーシャフト２０１）を回転させるよう構成されている。
【0129】
なお、アクチュエータユニット４１もその駆動により、出力ギア４１０を回転させ、アウターシャフト２００に固定された下部ギア５１を回転させるよう構成されている。
【0130】
ここで、必ずしも、ウォーム減速機６３が、１：５０の減速比を有するものに限定されるものではなく、適宜変更した減速比を有するウォーム減速機を用いることが可能である。
【0131】
また、筐体６０の中において、平面視した状態で、モーター６１の回転軸とベルト６２２がなす角度と、ベルト６２２とウォーム部６３０がなす角度は、それぞれ略９０度となるように配置されている。また、ウォームギア６３１は、回転軸、ベルト６２２及びウォーム部６３０に囲まれて配置されている。
【0132】
これにより、小さな筐体６０の限られた範囲の中に、モーター６１、ベルト伝達部６２及びウォーム減速機６３のそれぞれの部材をコンパクトに収めることが可能となる。
【0133】
［モーターの制御機構］
また、モーター６１は、制御ユニットに接続され、その駆動が制御されている。即ち、制御ユニットがモーター６１の駆動を制御することで、スプリットラダー２１１の回転動作の制御がなされている。なお、この点は、アクチュエータユニット４１に含まれるモーターでも同様である。即ち、以下に示すモーターの制御機構は、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２で共通した内容である。
また、モーター６１は、制御ユニットに接続され、その駆動が制御されている。即ち、制御ユニットがモーター６１の駆動を制御することで、スプリットラダー２１１の回転動作の制御がなされている。なお、この点は、アクチュエータユニット４１に含まれるモーターでも同様である。即ち、以下に示すモーターの制御機構は、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２で共通した内容である。
【0134】
また、モーター６１の駆動を制御するシステムは、アブソリュートエンコーダ（図示省略）とも接続されている。アブソリュートエンコーダは、モーター６１に取り付けられ、モーター６１における、回転した位置情報の検出、及び、その回転動作に対する位置制御を行う部材である。
【0135】
より詳細には、モーター６１は、コントローラ及びサーボドライバー６４で構成された制御システムにより、その駆動が制御されている。コントローラは、サーボドライバー６４に対して動作の指令信号を出力する指令部である。
【0136】
また、サーボドライバー６４は、コントローラからの指令信号に追従するように、モーター６１に対してパルス信号を出力し又はその出力の制御を行う制御部である。
【0137】
また、オペレータ部６５は、モーター６１のサーボドライバー６４、ウォーム減速機６３の設定を手動で変更するための操作部である。作業者が各部材の設定条件を変更したい場合に、オペレータ部６５を操作して、作業を行うことができる。また、オペレータ部６５は、操作用ボタンや表記器等を有している（符号省略）。
【0138】
また、サーボドライバー６４は、下位ＣＰＵ及び上位ＣＰＵを有している（図示省略）。下位ＣＰＵは、モーター６１にパルス信号を送信する部材である。また、下位ＣＰＵは、モーター６４のアブソリュートエンコーダから、モーター６４の回転位置の位置情報を取得して、その回転位置の情報と、その回転位置の位置情報が、上位ＣＰＵから指示された回転情報と一致しているか否かの判断結果の情報を上位ＣＰＵに伝達する部材である。
【0139】
また、上位ＣＰＵは、下位ＣＰＵを制御する部材である。上位ＣＰＵは、モーター６１の回転速度及び回転位置を決定して、下位ＣＰＵに回転情報として送信する部材である。また、上位ＣＰＵは、アクチュエータユニット４２の外部からの通信制御が可能に構成されている。
【0140】
また、上位ＣＰＵは、下位ＣＰＵから、モーター６１の回転位置の位置情報と、その回転位置の位置情報が、上位ＣＰＵから指示された回転情報と一致しているか否かの判断結果の情報を取得する部材である。
【0141】
さらに、上位ＣＰＵは、下位ＣＰＵから取得した情報に基づき、モーター６１の回転位置の位置情報が指示した回転位置（理論値の位置情報）と一致しない場合に、回転の修正制御を決定する部材である。即ち、上位ＣＰＵは、モーター６１の回転を自立制御可能に構成されている。
【0142】
また、上位ＣＰＵは、上述したように、モーター６１に対してパルス信号を送信する下位ＣＰＵを制御する部材であり、モーター６１が回転した位置情報が、下位ＣＰＵに指示した回転情報（理論値）と一致しない場合に、下位ＣＰＵから出力するパルス信号を修正して、モーター６１の回転動作を修正する機能を有している。
【0143】
ここで、従前のアクチュエータでは、サーボドライバー（ドライバー用ＣＰＵ）の中には、下位ＣＰＵだけを有しており、上位ＣＰＵに該当する部材は含まれていない。
【0144】
そのため、従前のアクチュエータで、本発明のアクチュエータユニット４２のように、サーボドライバーに上位ＣＰＵを備え、アクチュエータ単体で自立制御を可能にするには、追加で、メイン制御ボードを増設する必要が生じる。こうしたメイン制御ボード（例えば、一般的には幅１２０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、高さ１８ｍｍの大きさ）を増設すると、筐体６０又はアクチュエータ本体６が大型になってしまう。
【0145】
従って、本発明のアクチュエータユニット４２では、サーボドライバー６４が、下位ＣＰＵ及び上位ＣＰＵを有することで、アクチュエータユニット４２を、より一層小型化することが可能となる。
【0146】
［制御ユニット］
続いて、さらに、制御ユニットの構成について説明する。
本発明の実施の形態である操縦支援装置は、上述したコントローラ及びサーボドライバー６４で構成された制御システムに加えて、制御用ＣＰＵ、３軸加速度センサー、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）及び風速風向計を有している（図示省略）。
続いて、さらに、制御ユニットの構成について説明する。
本発明の実施の形態である操縦支援装置は、上述したコントローラ及びサーボドライバー６４で構成された制御システムに加えて、制御用ＣＰＵ、３軸加速度センサー、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）及び風速風向計を有している（図示省略）。
【0147】
ここで、制御用ＣＰＵは、制御システムを構成する各種機器及びセンサー等を制御する部材である。制御ＣＰＵは、図示しない配線構造を介して、コントローラ及びサーボドライバー６４、３軸加速度センサー、ＧＰＳ、風速風向計及び後述するジョイスティックに接続され、測定機器やセンサー等の計測情報を取得し、情報処理を行うと共に、各機器への制御信号の発信するように構成されている。
【0148】
また、３軸加速度センサーは、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）の加速度センサーであり、船１の移動方向、移動速度及び移動時間の情報を取得するセンサーである。この３軸加速度センサーでは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向について、船１の加速度を測定して、加速度を積分することで、船１の移動速度や、船１の変位量（船１の移動量）の情報を取得することができる。
【0149】
また、ＧＰＳは、船１の位置情報を取得するための位置情報の測位システムである。また、風速風向計は、風の速度（風速）と、風の向き（風向き）を計測する計測機器である。
【0150】
また、風速風向計は、船１の停船時には、船１の船体上で吹く風についての風速及び風向きを測定する。また、船１の走行時には、走行中の船１の船上で感じる風についての風速及び風向き（相対風向風速）を測定する。
【0151】
また、制御システムは、操作部としてのジョイスティックを有している（図示省略）。ジョイスティックは、各種計測機器の測定結果や海図等を表示する表示部等と共に、船１の操舵部に設けられている。
【0152】
このジョイスティックは、船１の移動方向及び移動速度を指示する入力部であり、３６０度の任意の方向に傾けて、船１の移動方向を入力可能に構成されている。また、ジョイスティックを傾けた量に応じて、船１の移動速度を調整することができる。また、ジョイスティックの初期位置は、３６０度のいずれの方向にも本体が傾かず、鉛直方向に直立した状態となっている。
【0153】
また、ジョイスティックが、初期位置にあり、かつ、プロペラ１０を回転させるエンジンが駆動している状態では、船１を、そのままの位置（一定の位置）に留まるように、即ち、ヘリコプター等でいうところのホバリングした状態となるように、船１の移動が制御されるように構成されている。
【0154】
本発明の実施の形態である操縦支援装置では、船の移動制御は、一例として、主に以下の流れに基づき行われる。
（１）操作者が、表示部で船１の位置と海図等を見ながら、船１を移動させたい方向に向けてジョイスティックを傾ける。
（２）３軸加速度センサー、ＧＰＳ、及び、風向風速計により、船１の移動速度、移動量、位置情報、風速と風向きの、それぞれの情報を取得する。また、ジョイスティックの傾きの情報を取得する。
（３）制御用ＣＰＵが上記（２）の各種情報に基づき、モーター６１（及びアクチュエータユニット４１のモーター）の駆動を制御し、アウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１の回転角度を調整して、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を回転させる。スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の回転角度により、回転するプロペラ１０から生じた水流の向きを調整して、操作者がジョイスティックを傾けた方向に向けて、船１が移動するような推進力を生じさせる。なお、制御用ＣＰＵは、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１が独立して回転する際の回転角度を制御するだけでなく、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１が重なり、１本の結合ラダー２１２として一体的に回転する際の回転角度も制御する。
（４）制御用ＣＰＵは、上記（２）の各種情報を、一定間隔で取得し、都度のタイミングで収集した情報に基づき、船１の位置情報にてフィードバックしながら、上記（２）と（３）を繰り返し行い、船１に働く推進力を調整しながら、操作者がジョイスティックを傾けた方向に向けて、船１を移動させる。
（１）操作者が、表示部で船１の位置と海図等を見ながら、船１を移動させたい方向に向けてジョイスティックを傾ける。
（２）３軸加速度センサー、ＧＰＳ、及び、風向風速計により、船１の移動速度、移動量、位置情報、風速と風向きの、それぞれの情報を取得する。また、ジョイスティックの傾きの情報を取得する。
（３）制御用ＣＰＵが上記（２）の各種情報に基づき、モーター６１（及びアクチュエータユニット４１のモーター）の駆動を制御し、アウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１の回転角度を調整して、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を回転させる。スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の回転角度により、回転するプロペラ１０から生じた水流の向きを調整して、操作者がジョイスティックを傾けた方向に向けて、船１が移動するような推進力を生じさせる。なお、制御用ＣＰＵは、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１が独立して回転する際の回転角度を制御するだけでなく、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１が重なり、１本の結合ラダー２１２として一体的に回転する際の回転角度も制御する。
（４）制御用ＣＰＵは、上記（２）の各種情報を、一定間隔で取得し、都度のタイミングで収集した情報に基づき、船１の位置情報にてフィードバックしながら、上記（２）と（３）を繰り返し行い、船１に働く推進力を調整しながら、操作者がジョイスティックを傾けた方向に向けて、船１を移動させる。
【0155】
また、船１の停船中で、その場の位置に船１を留めたい場合には、ジョイスティックを傾けず初期位置のままにしておくことで、船１が所在する位置の位置情報に船１が向かうように、上記（１）～（４）と同様の移動制御を行い、船１を、そのままの位置に留まらせることができる。
【0156】
なお、船１をそのままの位置に留まらせる場合、例えば、風や潮の影響で船１が移動する場合があるため、船１は、上記（１）～（４）の移動制御で小刻みに移動しながら、一定範囲の位置に留まるように移動するものとなる。
【0157】
続いて、ラダーユニット２の組立ての流れと、接続ユニット３を介した、ラダーユニット２と駆動ユニット４の接続の流れについて説明する。
【0158】
［ラダーユニットの組立て］
まず、スプリットラダー２１０と、スプリットラダー２１１を重ね合わせる。ここでは、複数の管部２１４と、複数の管部２１６とが、上下方向に沿って一列に並ぶようにする。また、羽根部２１３と羽根部２１５を重ね合わせる（図９（ａ）参照）。
まず、スプリットラダー２１０と、スプリットラダー２１１を重ね合わせる。ここでは、複数の管部２１４と、複数の管部２１６とが、上下方向に沿って一列に並ぶようにする。また、羽根部２１３と羽根部２１５を重ね合わせる（図９（ａ）参照）。
【0159】
次に、複数の管部２１４と複数の管部２１６が一列に並んで形成された管部貫通孔２１７に対して、その上方から、アウターシャフト２００の下端部側を挿入する（図９（ｂ）参照）。
【0160】
ここで、アウターシャフト２００の下端部を、４つの管部２１４のうち、上から１番目と２番目の管部２１４の位置まで挿入し、２つの管部２１４の位置で、その外周面側から、ボルト止め（図示省略）をして、アウターシャフト２００の下端部を固定する（図９（ｂ）及び図９（ｃ）参照）。
【0161】
続いて、管部２１４に固定したアウターシャフト２００の貫通孔に対して、その上方から、インナーシャフト２０１を挿入する（図９（ｃ）参照）。
【0162】
インナーシャフト２０１の下端部を、スプリットラダー２１１の下端部まで挿入し、４つの管部２１６のうち、下から１番目と２番目の管部２１６の位置で、各管部２１６の外周面側から、ボルト止め（図示省略）をして、インナーシャフト２０１の下端部を固定する（図９（ｄ）参照）。
【0163】
このように管部貫通孔２１７に対して、アウターシャフト２００と、インナーシャフト２０１が挿通され、それぞれが固定されることで、スプリットラダー２１０と、スプリットラダー２１１の、それぞれの回転軸となる。
【0164】
また、インナーシャフト２０１を固定した後、管部貫通孔２１７の下端に、抜け止めキャップ２２を取り付けて、管部貫通孔２１７からのインナーシャフト２０１の抜け落ちを防止する（図９（ｄ）参照）。
【0165】
以上の流れで、スプリットラダー２１０、スプリットラダー２１１、アウターシャフト２００及びインナーシャフト２０１を組み合わせたラダーユニット２が構築される。
【0166】
［ラダーユニットと駆動ユニットの接続］
続いて、船１に対するラダーユニット２の取付けと、駆動ユニット４の接続の流れを説明する。上述した流れで構築したラダーユニット２を、船１の船底側から取付けていく（図１０（ａ）参照）。
続いて、船１に対するラダーユニット２の取付けと、駆動ユニット４の接続の流れを説明する。上述した流れで構築したラダーユニット２を、船１の船底側から取付けていく（図１０（ａ）参照）。
【0167】
【0168】
【0169】
また、軸孔１２及び保護筒部１３の下側から、シャフト部２０を挿入して、ラダーユニット２におけるラダー部２１が所定の高さ位置まで来たところで（図１０（ｃ）参照）、保護筒部１３の上端から突出したラダー部２１の上端部に対して、Ｔ型プレート３０を取り付ける（図１０（ｄ）参照）。
【0170】
なお、ここでのラダー部２１の所定の高さ位置とは、船１の下方側に配置されたプロペラ１０にラダー部２１が対向する高さ位置である。この高さ位置でラダー部２１を位置決めすることで、回転するプロペラ１０が生じた水流を、ラダー部２１の側に充分に作用させることができる。
【0171】
続いて、Ｔ型プレート３０の取り付けの流れを説明する。まず、保護筒部１３の上端から延び出したアウターシャフト２００の上部側の外周面に、下段クランプ３４を取り付けて固定する（図１１（ａ）参照）。
【0172】
この下段クランプ３４は、ピン３３を介して、Ｔ型プレート３０をアウターシャフト２００に固定するための部材である。また、下段クランプ３４は、鉛直方向におけるＴ型プレート３０の高さ位置を規定する部材でもある。なお、ここでいう下段クランプ３４が、本願請求項におけるクランプ部に相当する部材である。
【0173】
また、下段クランプ３４は、２つの半円状の分割クランプ３４０及び分割クランプ３４１で構成されている（図１１（ａ）参照）。
【0174】
２つの分割クランプ３４０及び分割クランプ３４１は、各部材の内周面をアウターシャフトの外周面に当接させた状態で、円状の部材にして、分割クランプ３４０及び分割クランプ３４１の当接箇所（本実施の形態では２カ所）をボルト等の締結具で固定して、アウターシャフト２００の外周面に固定する。
【0175】
このように、下段クランプ３４は、分割された２つの分割クランプ３４０及び分割クランプ３４１を組み合わせて、アウターシャフト２００の外周面に取り付ける構造となっているため、鉛直方向において所望の高さ位置に、下段クランプ３４を容易に取り付けることができる。
【0176】
また、分割クランプ３４１の方には、鉛直方向に貫通した下部ピン孔３４２が形成されている（図１１（ａ）参照）。下部ピン孔３４２は、Ｔ型プレート３０側に形成された上部ピン孔３０２と連通して、ピン３３を挿脱可能な孔部を形成する。なお、ここでいう下部ピン孔３４２が、本願請求項における第１のピン孔に相当する部分である。
【0177】
次に、下部クランプ３４をアウターシャフト２００の外周面に固定した後、下部クランプ３４の上部に、Ｔ型プレート３０を置く（図１１（ｂ）参照）。この際、水平方向における上部ピン孔３０２の位置と、下部ピン孔３４２の位置を合わせておく。
【0178】
続いて、Ｔ型プレート３０の上部、かつ、アウターシャフト２００の外周面に、上段クランプ３５を取り付けて固定する（図１１（ｃ）参照）。この上段クランプ３５は、鉛直方向において、下段クランプ３４との間にＴ型プレート３０を挟んだ状態で配置し、Ｔ型プレート３０の高さ位置を規定する部材である。
【0179】
また、上段クランプ３５は、下段クランプ３４と同様に、２つの半円状の分割クランプ３５０及び分割クランプ３５１で構成されている。
【0180】
２つの分割クランプ３５０及び分割クランプ３５１は、各部材の内周面をアウターシャフトの外周面に当接させた状態で、円状の部材にして、分割クランプ３５０及び分割クランプ３５１の当接箇所（本実施の形態では２カ所）をボルト等の締結具で固定して、アウターシャフト２００の外周面に固定する。
【0181】
次に、Ｔ型プレート３０の上方から、上部ピン孔３０２及び下部ピン孔３４２に対して、ピン３３を挿入する（図１１（ｄ）参照）。ピン３３は、頭部にフランジ部が形成され（符号省略）、上部ピン孔３０２の上端縁に、ピン３３のフランジ部が引っかかり、ピン３３は、上部ピン孔３０２及び下部ピン孔３４２から抜け落ちることなく、挿入された状態が維持される。
【0182】
また、ピン３３は、作業者が手動で、上部ピン孔３０２及び下部ピン孔３４２に対して挿脱できるように構成されている。
【0183】
このように、ピン３３が、上部ピン孔３０２及び下部ピン孔３４２に挿入されることで、Ｔ型プレート３０が、下段クランプ３４と一体化し、Ｔ型プレート３０は、アウターシャフト２００に固定された状態となる。
【0184】
一方、ピン３３が、上部ピン孔３０２及び下部ピン孔３４２から抜き出されることで、Ｔ型プレート３０が、下段クランプ３４と分離し、Ｔ型プレート３０は、アウターシャフト２００から分離した状態となる。
【0185】
ここで、必ずしも、ピン３３は、作業者が手動で挿脱する態様だけでなく、電動で挿脱する態様も採用することができる。即ち、例えば、電磁ソレノイドを用いて、ピンが孔部に挿入され又は抜き出される構造とすることも可能である。
【0186】
続いて、上段クランプ３５の上方、かつ、アウターシャフト２００の外周面に、下段ギア５１を取り付けて固定する（図１２（ａ）参照）。
【0187】
この下段ギア５１及びアウターシャフト２００は、両部材の当接する箇所にキー溝が形成され、このキー溝にキーを配置して（図示省略）、両部材を一体化している。
【0188】
また、下段ギア５１の上方、かつ、インナーシャフト２０１の上端部の外周面に、上段ギア５０を取り付けて固定する（図１２（ｂ）参照）。
【0189】
この上段ギア５０及びインナーシャフト２０１は、下段ギア５１と同様に、両部材の当接する箇所にキー溝が形成され、このキー溝にキーを配置して（図示省略）、両部材を一体化している。
【0190】
さらに、Ｔ型プレート３０の２つの取付片３０１に対して、取付スタンド３１及び取付スタンド３２のそれぞれを取り付けて固定する（図１２（ｃ）参照）。
【0191】
また、取付スタンド３１の載置部３１１（図１２（ｃ）参照）にアクチュエータユニット４１を乗せて、これを固定する（図１２（ｄ）参照）。また、取付スタンド３２の載置部３２１にアクチュエータユニット４２を乗せて、これを固定する。
【0192】
この際、アクチュエータユニット４１の出力ギア４１０と、アウターシャフト２００に固定された下段ギア５１が歯車構造で噛み合うように配置される。また、アクチュエータユニット４２の出力ギア４２０と、インナーシャフト２０１に固定された上段ギア５０が歯車構造で噛み合うように配置される。
【0193】
また、図示しないが、Ｔ型プレート３０の突出片の先端部に油圧シリンダー４０が取り付けられる。
【0194】
以上で説明した流れで、ラダーユニット２の組立てと、接続ユニット３を介した、ラダーユニット２と駆動ユニット４の接続が行われる。
【0195】
本発明の実施の形態である操縦支援装置では、ピン３３を上部ピン孔３０２及び下部ピン孔３４２に挿入されると、Ｔ型プレート３０がアウターシャフト２００に固定された状態となる。この状態では、油圧シリンダー４０を駆動源として、Ｔ型プレートが回動し、１本の結合ラダー２１２として用いることができる。
【0196】
この際、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２は、上述したように、ウォーム減速機７３を有して構成され、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４２が駆動しない際には、出力ギア４１０及び出力ギア４２０は、その回転が規制される。
【0197】
即ち、各アクチュエータユニットの停止時には、出力ギア４１０及び出力ギア４２０は動かず、仮に、上部ギア５０や下部ギア５１に何らかの力が作用しても、出力ギア４１０及び出力ギア４２０と歯車構造で噛み合った上部ギア５０及び下部ギア５１の回転も規制され、ロックがかかった状態となる。
【0198】
そして、水平方向において、油圧シリンダー４０がＴ型プレート３０を回動させると、Ｔ型プレート３０と固定されたアウターシャフト２００が、Ｔ型プレート３０と一体となって回転する。また、出力ギア４１０及び下部ギア５１と、出力ギア４２０及び上部ギア５０は、それぞれロックがかかっているため、インナーシャフト２０１もアウターシャフト２０１と一体となって回転する。より詳細には、ギア同士でロックがかかったことで、インナーシャフトが、アウターシャフトの動きに追従し、一体的に回転するものとなる。
【0199】
そのため、結合ラダー２１２が回転する際には、アウターシャフト２００とインナーシャフト２０１が一体的に回転軸として機能するものとなる。
【0200】
また、本発明の実施の形態である操縦支援装置では、ピン３３を上部ピン孔３０２及び下部ピン孔３４２から抜き出されると、Ｔ型プレート３０は、アウターシャフト２００から分離した状態となる。この状態では、アクチュエータユニット４１と、アクチュエータユニット４２を駆動源として、アウターシャフト２００と、インナーシャフトが回動して、スプリットラダー２１０と、スプリットラダー２１１が独立して回転する２つの舵として用いることができる。
【0201】
この際、スプリットラダー２１０と、スプリットラダー２１１は、Ｔ型プレート３０の突出片３００の突出した方向を、回転角度の基準位置（ホームポジション）として、制御ユニットにより、回転動作が制御される。
【0202】
また、本発明の実施の形態では、スプリットラダー２１０と、スプリットラダー２１１のそれぞれの回転角度は、０度～１３０度の範囲で回動可能に構成されている。また、ここでの０度が、Ｔ型プレート３０の突出片３００の突出した方向と一致する方向である。
【0203】
ここで、必ずしも、スプリットラダー２１０と、スプリットラダー２１１のそれぞれの回転角度は、０度～１３０度の範囲に設定される必要はなく、回転角度の範囲は適宜設定することが可能である。
【0204】
続いて、本発明の実施の形態である操縦支援装置を取り付けた船１における、２つのスプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の動きと、これによる船１の動きの事例を説明する。
【0205】
【0206】
通常、船１を前方に直進させる際又は船１を、前進させながら右斜め方向又は左斜め方向に移動させる際には、油圧シリンダー４０を介して、結合ラダー２１２として、船１の移動方向を調整する。即ち、１本の舵として結合ラダー２１２を回転させて、船１の移動方向を制御する。
【0207】
また、船１を前方に直進させる際には、結合ラダー２１２の先端は、船１の後方側（図１３の各図における右側方向）に向けられている（図示省略）。また、この向きが回転角度の基準位置（ホームポジション）となる。
【0208】
また、船１を、前進させながら右斜め方向又は左斜め方向に移動させる際には、シャフト部２０を回転軸として結合ラダー２１２を回転させることで、船１の移動方向を制御する（図示省略）。
【0209】
また、船１を横方向に移動させる際には、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を、それぞれ独立して回転可能な状態とし、２本の舵で船１を移動させる。
【0210】
より詳細には、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を回転させ、各ラダーを、例えば、図１３（ａ）に示す向きに向けると、回転するプロペラ１０が生じる水流が、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の影響を受け、符号Ｆ１で示す方向の推力が船１に働く。
【0211】
この符号Ｆ１の方向の推力により、船１の船尾は、符号Ｇの位置を重心点として、図１３（ａ）における時計回りの方向に回転するように動く。
【0212】
なお、図１３（ａ）の状態では、スプリットラダー２１０の角度を調整することで、横方向の推力を調整でき、スプリットラダー２１１の角度を調整することで、前方方向に向かう推力を抑制することができる。
【0213】
その後、制御ユニットが、アクチュエータユニット４１及びアクチュエータユニット４１を制御して、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を回転させ、各ラダーを、図１３（ｂ）に示す向きに向けると、回転するプロペラ１０が生じる水流が、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の影響を受け、符号Ｆ１２示す方向の推力が船１に働く。
【0214】
この符号Ｆ２の方向の推力により、船１の船尾は、符号Ｇの位置を重心点として、図１３（ｂ）における反時計回りの方向に回転するように動く。
【0215】
なお、図１３（ｂ）の状態では、スプリットラダー２１１の角度を調整することで、横方向の推力を調整でき、スプリットラダー２１０の角度を調整することで、前方方向に向かう推力を抑制することができる。
【0216】
そして、制御ユニットにより、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の回転角度を、図１３（ａ）と図１３（ｂ）の向きに繰り返し切り替えることで、符号Ｆ１の方向の推力と、符号Ｆ２の方向の推力を、繰り返し船１に作用させ、船１は船尾側を左右に振りながら、船１の全体としては横方向に移動させることができる。
【0217】
このように、２つのスプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の回転角度を細かく制御することで、船１を横方向に移動させることができる。また、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の回転角度を調整することで、船１を所望の方向に回転させることもできる。
【0218】
また、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１を回転させ、各ラダーを、図１３（ｃ）に示す向きに向け、各ラダーの角度を調整することで、回転するプロペラ１０から生じる水流による前方方向に向かう推力を調整して、船１を一定の位置に留まらせることができる。ここでの調整も制御ユニットにより、駆動が制御される。
【0219】
また、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の回転角度を調整することで、ごく低速で船１を前進させることができる。さらに、図１３（ｃ）の状態から、スプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の回転角度を、プロペラ１０の側に傾けると、プロペラ１０の回転の向きを変えることなく、２つの舵の水流制御により、船１の向きはそのままで後方にバックさせることもできる。
【0220】
ここで、従前の船では、例えば、漁船が漁場に着き、作業を行う際には、エンジンを停止して船を止めると、風や潮の影響で船が流されてしまうため、プロペラとエンジンを繋ぐクラッチを完全に繋がっていない状態（半クラッチ）として、船を低速で動かしながら作業を行う必要があった。
【0221】
これに対して、本発明の実施の形態である操縦支援装置を用いることで、船１では、プロペラ１０を回転させたまま、クラッチを切ることなく、船１を一定の位置に留まらせたり、ごく低速で船１を移動させたりすることができる。
【0222】
また、さらに、船１では、停船時又はごく低速での航行時に、制御ユニットが、風向風速計の計測結果に沿って、３軸加速度センサーの測定値を一致させる制御を繰り返すことで、風の正面に船１の船首を向けるように、船体の向きを制御することも可能となる。この結果、船体への風の影響を抑え、船が風で流されにくくすることができる。
【0223】
以上で説明した本発明の実施の形態である操縦支援装置では、２つのスプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１の駆動を独立して制御することで、船１の移動方向を自由度高く制御することができる。
【0224】
また、本発明の実施の形態である操縦支援装置は、取り付け対象となる船１が、元々備えていた舵を取り外して、その舵用の軸孔１２に、ラダーユニット２及び駆動ユニット３を容易に後付けすることができる。
【0225】
また、本発明の実施の形態である操縦支援装置は、制御ユニットを介して、船１の移動方向を厳密に制御することができる。また、制御ユニットを介して、船１を回転させる動作、横方向への移動、斜め方向への移動及びエンジンを駆動したまま、一定の位置に留まる動作等、複雑な移動を行わせることができる。
【0226】
以上のとおり、本発明を適用した船舶の操縦支援装置は、手プロペラと舵を介して操舵する小型船舶に、容易に後付けすることができ、既設の舵と取り換えることで、船の移動方向を自由度高く制御可能となっている。
【符号の説明】
【0227】
１ 船
１０ プロペラ
１１ シャフト
１２ 軸孔
１３ 保護筒部
２ ラダーユニット
２０ シャフト部
２００ アウターシャフト
２０１ インナーシャフト
２１ ラダー部
２１０ スプリットラダー
２１１ スプリットラダー
２１２ 結合ラダー
２１３ 羽根部
２１４ 管部
２１５ 羽根部
２１６ 管部
２１７ 管部貫通孔
２２ 抜け止めキャップ
２３ スクレーパー
２４ スクレーパー
３ 接続ユニット
３０ Ｔ型プレート
３００ 突出片
３０１ 取付片
３１ 取付スタンド
３１０ 縦板
３１１ 載置部
３２ 取付スタンド
３２０ 縦板
３２１ 載置部
３３ ピン
３４ 下段クランプ
３４０ 分割クランプ
３４１ 分割クランプ
３４２ 下部ピン孔
３５ 上段クランプ
３５０ 分割クランプ
３５１ 分割クランプ
４ 駆動ユニット
４０ 油圧シリンダー
４１ アクチュエータユニット
４１０ 出力ギア
４２ アクチュエータユニット
４２０ 出力ギア
５０ 上部ギア
５１ 下部ギア
６ アクチュエータ本体
６０ 筐体
６１ モーター
６２ ベルト伝達部
６２０ 小径プーリー
６２１ 大径プーリー
６２２ ベルト
６３ ウォーム減速機
６３０ ウォーム部
６３１ ウォームギア
６４ サーボドライバー
６５ オペレータ部
６６ コネクタホルダー
６７ ジョイントプーリー
６８ アクチュエータシャフト
１０ プロペラ
１１ シャフト
１２ 軸孔
１３ 保護筒部
２ ラダーユニット
２０ シャフト部
２００ アウターシャフト
２０１ インナーシャフト
２１ ラダー部
２１０ スプリットラダー
２１１ スプリットラダー
２１２ 結合ラダー
２１３ 羽根部
２１４ 管部
２１５ 羽根部
２１６ 管部
２１７ 管部貫通孔
２２ 抜け止めキャップ
２３ スクレーパー
２４ スクレーパー
３ 接続ユニット
３０ Ｔ型プレート
３００ 突出片
３０１ 取付片
３１ 取付スタンド
３１０ 縦板
３１１ 載置部
３２ 取付スタンド
３２０ 縦板
３２１ 載置部
３３ ピン
３４ 下段クランプ
３４０ 分割クランプ
３４１ 分割クランプ
３４２ 下部ピン孔
３５ 上段クランプ
３５０ 分割クランプ
３５１ 分割クランプ
４ 駆動ユニット
４０ 油圧シリンダー
４１ アクチュエータユニット
４１０ 出力ギア
４２ アクチュエータユニット
４２０ 出力ギア
５０ 上部ギア
５１ 下部ギア
６ アクチュエータ本体
６０ 筐体
６１ モーター
６２ ベルト伝達部
６２０ 小径プーリー
６２１ 大径プーリー
６２２ ベルト
６３ ウォーム減速機
６３０ ウォーム部
６３１ ウォームギア
６４ サーボドライバー
６５ オペレータ部
６６ コネクタホルダー
６７ ジョイントプーリー
６８ アクチュエータシャフト
【要約】
【課題】プロペラと舵を介して操舵する小型船舶に、容易に後付けすることができ、既設の舵と取り換えることで、船の移動方向を自由度高く制御可能となる船舶の操縦支援装置を提供する。
【解決手段】船舶の操縦支援装置の一例である操縦支援装置は、船１の既設の舵に代えて、ラダーユニット２を取り付けて、プロペラ１０が生じる水流を精密に制御して、船１において複雑な移動を可能とする装置である。操縦支援装置は、ラダーユニット２と、接続ユニット３と、駆動ユニット４と、制御ユニットを有している。また、ラダーユニット２は、シャフト部２０と、ラダー部２１を有している。また、シャフト部２０は、筒状のアウターシャフト２００と、筒状のインナーシャフト２０１で構成されている。また、ラダー部２１は、２つのスプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１で構成されている
【選択図】図２
【解決手段】船舶の操縦支援装置の一例である操縦支援装置は、船１の既設の舵に代えて、ラダーユニット２を取り付けて、プロペラ１０が生じる水流を精密に制御して、船１において複雑な移動を可能とする装置である。操縦支援装置は、ラダーユニット２と、接続ユニット３と、駆動ユニット４と、制御ユニットを有している。また、ラダーユニット２は、シャフト部２０と、ラダー部２１を有している。また、シャフト部２０は、筒状のアウターシャフト２００と、筒状のインナーシャフト２０１で構成されている。また、ラダー部２１は、２つのスプリットラダー２１０及びスプリットラダー２１１で構成されている
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】