JP2000118492A - 船舶等の推進器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の船舶、特にボート等に適した簡易な推
進器を課題とする。 【解決手段】 下記の部材を備えたことを特徴とする船
舶等の推進器である。船舶等に係合され、水中に沈めら
れる筒状体（１）と、前記筒状体（１）内にその軸に略
直角方向に設けられた開閉可能な弁（２）であって、こ
の弁（２）は前記筒状体（１）の前進後退の繰り返し往
復直線運動に際して、往時に弁（２）が開いて前進し、
復時に弁（２）を閉じて筒状体（１）内の水を復方向に
移動させる弁（２）と、前記筒状体（１）を前進後退の
繰り返し運動をさせる駆動手段。前記弁（２）は、前記
筒状体（１）の内壁に係合された開閉可能なゴム板とこ
れを裏打ちした剛性板、或いは回転軸を有する弁（２）
等を利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船舶、特にボート等の
小型船舶等に利用される簡易な推進器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の船舶用の推進器としては、回転す
るスクリュウプロペラ等の動力を用いた推進器がある
が、回転式であるため、推進力に寄与しない水の渦流を
発生させ、推進作用効率が低く、理想的なものではなか
った。また、上記動力は一般的に内燃機関を利用してい
るため設備費も高く、経済的ではない。その他、湖水で
は回転羽を利用した小型の遊覧船も実施されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】回転するスクリュウプ
ロペラ等の動力を用いた推進器は、水に推進力に寄与し
ない回転運動を与えるため、水の渦流を発生させ、推進
作用効率が低く問題がある。また、上記動力は一般的に
内燃機関を利用しているため設備費も高く、経済的では
ない。湖水で利用されている回転羽を利用した小型の遊
覧船も実施されているが、推進力の方向と羽の回転方向
とはずれがあるので力学的には効率的ではない。そこ
で、本発明では、小型の船舶、例えばボート等の推進器
として、推進力に寄与しない渦流を発生せず、簡便で、
かつ効率の良い推進器を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】発明の第１の態様は、下
記の部材を備えたことを特徴とする船舶等の推進器であ
る。 （ａ）船舶等に係合され、水中に沈められる筒状体
（１）と、（ｂ）前記筒状体（１）内にその軸に略直角
方向に設けられた開閉可能な弁（２）であって、この弁
（２）は前記筒状体（１）の前進後退の繰り返し往復直
線運動に際して、往時に弁（２）が開いて前進し、復時
に弁（２）を閉じて筒状体（１）内の水を復方向に移動
させる弁（２）と、（ｃ）前記筒状体（１）を前進後退
の繰り返し運動をさせる駆動手段。

【０００５】発明の第２の態様は、前記弁（２）が前記
筒状体（１）の内壁に係合された開閉可能なゴム板とこ
れを裏打ちした剛性板とからなることを特徴とする船舶
等の推進器である。

【０００６】発明の第３の態様は、前記弁（２）の回転
軸が前記筒状体（１）の中心軸から所定の距離上側に変
位した位置にあることを特徴とする船舶等の推進器であ
る。

【０００７】発明の第４の態様は、前記弁（２）が、前
進後退の弁方向切り換え装置（６）により操作される前
進用弁（２−ａ）および後退用弁（２−ｂ）からなるこ
とを特徴とする船舶等の推進器である。

【０００８】発明の第５の態様は、前記筒状体（１）の
長さＬと弁（２）の直径Ｄとの関係が、Ｌ＞２×Ｄであ
ることを特徴とする船舶等の推進器である。

【０００９】発明の第６の態様は、前記駆動手段が人力
であることを特徴とする船舶等の推進器である。

【００１０】発明の第７の態様は、前記駆動手段が機械
的駆動手段であることを特徴とする船舶等の推進器であ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面により
説明する。図１は本発明に係る船舶等の推進器の原理を
説明する図である。即ち、断面が四角形、台形、円形等
の筒状体１内に、その中心軸に略直角方向に弁座２−５
が設けられ、弁板２−１は筒状体１の内壁に回転軸があ
り、図面上右方向に移動する際は開き、抵抗なく移動で
きる。ここで弁２は弁板２−１、ゴム板２−３、及び弁
座２−５より構成される。

【００１２】他方、筒状体１を左方向に移動させると弁
板２−１は閉じ、水の抵抗を受けるので筒状体１は図面
上右方向（Ｚ方向）に推進力を受ける。即ち、この弁２
は上記筒状体１の前進後退の繰り返し往復直線運動に際
して、往時に弁２が開いて前進し、復時に弁２を閉じて
筒状体１内の水を復方向と反対方向に船舶等を移動させ
ることができる。ゴム板２−３は筒状体（１）の内壁と
の接続部を支点として屈曲し弁板２−１を開閉し、弁板
２−１が弁座２−５に接触する際の衝撃を緩和する。

【００１３】この筒状体１を左右に移動させるのは駆動
手段３であり、駆動手段３は例えば後述するように船舶
等の底部等に配設される筒状体１を船舶等に対して相対
的に移動もしくは駆動する手段である。なお、すべての
図面において、＋Ｘ方向は弁を含む筒状体の前進方向
で、−Ｘはその逆方向、推進力を得る方向である。Ｚは
推進方向、Ｗは水を排出する方向である。また、弁板２
−１は１枚以上あれば良い。弁板２−１はゴム板２−３
を取り付けて、開いた際に筒状体１から受ける衝撃を緩
和させることができる。

【００１４】図２には弁２の他の構造例を示す。図１に
おいて弁２は１枚の板状体であり、上部側に回転軸２−
４を有するが、この例では筒状体１の中心の上側に変位
した位置にその回転軸２−４を備え、筒状体１を右側に
移動させると下側の弁が受ける水の抵当が大きいので、
弁板２−１は時計周りに回転し、水の抵抗が最小にな
る。

【００１５】他方、筒状体１を左側に移動させると、弁
２の下側の受ける水の抵抗が上側の抵抗より勝るので、
弁２は閉じて全体として水を左側に排出し、筒状体１は
右側に推進力を受ける。この弁２の構造においては、弁
板２−１の材質は比重が水よりもやや大きくないと時計
周りに回転しない。

【００１６】上記筒状体１の長さＬは弁２の直径Ｄに対
して、Ｌ＞２×Ｄであることが望ましい。この理由は以
下の通りである。弁２の開閉に伴い筒状体１内に水が流
通するが、筒状体１の長さＬが上記条件にあると筒状体
１の入口と出口近傍において発生する渦流は相対的に小
さくなり、また、筒状体１内を流れる水は整流となり、
渦を発生させず流れる。そのため余分な駆動力を必要と
しないので、効率よく船舶等を駆動できる。

【００１７】更に、他の弁の態様を示す。図３、４は外
部動力で駆動する弁の中心に回転軸を有する回転板型の
弁である。同図において弁２は回転軸２−４により、往
時には開き、復時には閉じて推進力を発生させる。弁２
の開閉は電気モータ等を利用することができる。なお、
図４は筒状体１の軸方向から見た図である。ここで、筒
状体１の断面形状は単純な形状、例えば四角形、台形が
望ましい。弁の構造によっては円形でも良い。

【００１８】ここで、単一弁と比較して複合弁の作用を
述べる。図５に示す単一弁と図６に示す２枚の複合弁の
例により、複合弁の方が有効に働くストローク（往復運
動の距離をストロークとする）の効率が向上し優れてい
ることを説明する。前提条件としてストロークＬ０＝２
０００ｍｍ、弁の直径Ｄ＝５００ｍｍとする。弁が水の
流れに余り逆らわずに回転して閉じるときの弁の回転と
水の流れとの大凡の関係を述べる。

【００１９】先ず、図５はゴム板に剛性の弁板を貼り合
わせた１枚弁の例で、筒状体１に対する弁の直径Ｄ，即
ち長さＬ１は５００ｍｍとなっており、弁の軸側ａが図
５のＡ点からＢ点方向に弁端ｂがｄ方向に回転しながら
進む間、即ち弁がｃｄの状態まで回転する間は弁は水に
作用することなく推進力を発生しない。そこで、無駄な
運動区間、即ち無効ストロークＬ１がある。

【００２０】弁軸側がＢ点に達すると弁は点線のｃｄの
ように筒を仕切るように閉じ、それ以降は閉じた状態で
Ｃ点まで移動し筒内の水は左方向に押し出され、弁は作
用反作用の原理により右方向の推進力を受ける有効スト
ロークはＬ２で、Ｌ２＝Ｌ０−Ｌ１＝２０００−５００
＝１５００ｍｍとなっている。従って、有効ストローク
率はＬ２／Ｌ０＝０．７５となっている。

【００２１】そこで、筒状体の直径を１／２として、２
本の筒状体とし、または弁を２個とし弁の直径Ｄを２５
０ｍｍとした場合を図６に示す。筒状体に対する弁の直
径Ｄ、即ち長さＬ１は２５０ｍｍとなっており、弁の軸
側ａが図６のＡ点からＢ点方向に弁端ｂがｄ方向に回転
しながら進む間、即ちｃｄ状態まで回転する間は弁は水
に作用することなく推進力を生まない。そこで、無駄な
運動区間、即ち無効ストロークＬ１がある。

【００２２】弁軸側ａがＢ点に達すると弁は点線のｃｄ
のように筒を仕切るように閉じ、それ以降は閉じた状態
でＣ点まで移動し筒内の水は左方向に押し出され、弁は
作用反作用の原理により右方向の推進力を受ける有効ス
トロークＬ２でＬ２＝Ｌ０−Ｌ１＝２０００−２５０＝
１７５０ｍｍとなっている。従って、有効ストローク率
はＬ２／Ｌ０＝０．８７５となっている。このようにス
トローク効率は、ストロークに対し弁の直径Ｄ、または
長さＬ１の短い弁、即ち枚数の多い複合弁の方が優れて
いる。

【００２３】図７、８はボート等に適用できる前進後退
切り換え可能な１対の蝶番型逆止弁の例である。図示す
るように、２個の弁座２−５を備え、右側の弁２−１−
ｂは弁押え腕６−１により押さえられる。この場合筒状
体１は右方向に移動される。左側の弁２−１−ａは自動
的に水圧を受けて閉じられるので水の抵抗を受けない。
筒状体１を左側に移動させる場合には弁押え腕６−１を
反対側に回転させると、弁２−１−ｂは弁戻しばね２−
７により開き、水の抵抗を受けるので筒状体１は右方向
に推進される。

【００２４】図８は図７に示す推進器の直角方向断面の
平面図である。弁押え腕６−１は歯車６−２を介して弁
リンク装置６−５に接続している。即ち、弁リンク装置
６−５により弁２−１−ｂ、２−１−ａの開閉を操作す
る。以上が、弁の種々の態様である。

【００２５】次に、上記筒状体１と開閉する弁２とから
なる推進器をどのように船舶に利用するかを例示する。
図９、図１０は本発明の推進器２個を水の深さ方向にボ
ートに取り付ける態様を示す。即ち、櫂の代わりに本発
明の推進器を取り付けたボート７−１で、前進及び後退
を１組とした弁２−ａ、２−ｂを左右のボート壁に取り
付け、弁方向切換装置６と駆動力伝達装置３を備えてい
る。

【００２６】図９に示すとおり、ハンドル３−１を前後
に駆動すると、ガイド３−５上に滑車台３−３が、滑車
３−３−１を介してガイド３−５上を移動し、前後に摺
動自在に駆動される。この滑車台３−３には上方にハン
ドル３−１、下方向に推進器への連結部材３−１１が接
続され、その先の水面４下に前進後退用１組の弁２を内
蔵した筒状体１が接続されている。上記弁２は歯車６−
４および弁リンク駆動装置６−５を介して方向切り換え
可能に接続されている。

【００２７】櫂の代わりにボートの両側に設置された駆
動ハンドル３−１を握ってボート７−１の縁に沿って前
後に漕ぐと、その運動の力が推進器の筒状体１、弁２及
び駆動力伝達装置３により推進力がボート７−１に伝達
される。図９に示すように駆動ハンドル３−１を立てる
と前進弁が働き前進し、横に倒すと後退弁が働き後退す
る。

【００２８】図１０はハンドル３−１の詳細な構造を示
す。ロツクピンのオンオフボタン３−６を押してピン３
−６−１のロツクをロックピン穴３−６−２から外して
ハンドルを回転し立倒させ、前進及び後退を１組とした
弁２−ａ、２−ｂの開閉を行う。

【００２９】図１１には前進及び後退を１組とした弁２
−ａ、２−ｂを備えた推進器を備えたボートの例を示
す。このボートの漕ぎ手は従来の櫂の代わりに当発明の
推進器の手漕ぎハンドル３−１を握って滑車台３−３を
ボートの前後方向に水平に往復揺動運動させて漕げばボ
ート７−１は推進する。

【００３０】右ハンドルを前進に左ハンドルを後退に設
定するとボート７−１は左に急旋回し、反対に右ハンド
ルを後退に左ハンドルを前進に設定するとボート７−１
は右に急旋回する。ハンドルの切り替えで前進、後退、
旋回が自由自在であり、従来のボートより漕ぐ姿勢も楽
で必要な力も推進効率が良い分だけ少なく気分爽快なボ
ート推進器である。

【００３１】上記においては駆動ハンドルを人手により
駆動しているが、機械的手段、例えば回転エンジン、或
いは電気モータ等により駆動しても良いことは自明であ
る。機械的手段を利用する際には、上記往復運動に際し
て、弁２を筒壁側へ閉じて移動させる場合には弁２の背
圧が真空にならない範囲で、確実に作用させて筒状体１
と弁２とを一体としたまま移動させ、筒状体１先端およ
び後端断面での渦発生以外は特段の渦発生をさせないこ
とが望ましい。同じく、弁２の復運動においても弁２の
背圧が真空とならない様に配慮することが望ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、ボート等の船舶に係合され推
進器であり、水中に沈められる筒状体と、この筒状体内
にその軸に略直角方向に設けられた開閉可能な弁とから
なり、この弁は上記筒状体の前進後退の繰り返し往復直
線運動に際して、往時に弁が開いて前進し、復時に弁を
閉じて筒状体内の水を復方向に移動させる。上記筒状体
を人手、または簡単な動力で駆動する手段からなる。従
って、簡便で、構造的にも簡素であり、しかも推進力と
関係のない渦流を発生させないので力学的に効率の良い
ボート等の推進として、利用できる推進器である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の逆止弁タイプの推進器の１態様を示す
長手方向断面図である。

【図２】弁の他の実施例で、比重差で回転する回転型逆
止弁タイプの推進器の長手方向断面図である。

【図３】弁の他の実施例で外部駆動型の逆止弁を示す図
である。

【図４】図３のに示す推進器の筒状体の軸方向から見た
断面図である。

【図５】単一弁の運動幅に対する推進力の作用する効率
の説明図である。

【図６】複合弁の運動幅に対する推進力の作用する効率
の説明図である。

【図７】２組の弁からなる推進器を示す図である。

【図８】図７に示す推進器の水平断面図である。

【図９】本発明の推進器をボートに取り付けた状態を示
す図である。

【図１０】図９に示すボートにおける駆動ハンドルの構
造を示す図である。

【図１１】図９と図１０に示すボートの全体の側面図で
ある。

【符号の説明】

１ 筒 ２ 弁、２−ａは前進用の弁、２−ｂは後退用の弁を示
す。 ２−１ 弁 ２−３ ゴム板 ２−４ 弁板の回転軸 ２−５ 弁座 ２−６ 弁・弁座支持枠 ２−７ 弁板の戻しバネ ３ 駆動伝達装置 ３−１ 駆動ハンドル ３−３ 滑車台 ３−３−１滑車 ３−４ 歯車 ３−５ ガイド ３−６ ロツクピンのオンオフボタン ３−６−１ ロツクピン ３−６−２ ロツクピン穴 ３−６−３ ロツクピンの戻しバネ ３−１１ 連結部材 ４ 水面 ６ 弁方向切換装置 ６−１ 弁板押さえ腕 ６−２ 弁歯車 ６−３ 弁軸 ６−４ 弁伝達歯車 ６−５ 弁リンク装置 ７−１ ボート ９ 弁方向切り換えモータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の部材を備えたことを特徴とする船
   舶等の推進器。 （ａ）船舶等に係合され、水中に沈められる筒状体
   （１）と、（ｂ）前記筒状体（１）内にその軸に略直角
   方向に設けられた開閉可能な弁（２）であって、この弁
   （２）は前記筒状体（１）の前進後退の繰り返し往復直
   線運動に際して、往時に弁（２）が開いて前進し、復時
   に弁（２）を閉じて筒状体（１）内の水を復方向に移動
   させる弁（２）と、（ｃ）前記筒状体（１）を前進後退
   の繰り返し運動をさせる駆動手段。
2. 【請求項２】 前記弁（２）が、前記筒状体（１）の内
   壁に係合された開閉可能なゴム板とこれを裏打ちした剛
   性板とからなることを特徴とする請求項１記載の船舶等
   の推進器。
3. 【請求項３】 前記弁（２）の回転軸が、前記筒状体
   （１）の中心軸から所定の距離上側に変位した位置にあ
   ることを特徴とする請求項１記載の船舶等の推進器。
4. 【請求項４】 前記弁（２）が、前進後退の弁方向切り
   換え装置（６）により操作される前進用弁（２−ａ）お
   よび後退用弁（２−ｂ）からなることを特徴とする請求
   項１記載の船舶等の推進器。
5. 【請求項５】 前記筒状体（１）の長さＬと弁の直径Ｄ
   との関係が、Ｌ＞２×Ｄであることを特徴とする請求項
   １から４のいずれかに記載の船舶等の推進器。
6. 【請求項６】 前記駆動手段が人力であることを特徴と
   する請求項１から５のいずれかに記載の船舶等の推進
   器。
7. 【請求項７】 前記駆動手段が機械的駆動手段であるこ
   とを特徴とする請求項１から５記載の船舶等の推進器。