JP2004034786A - ウォータービークル用ジェット推進機 - Google Patents

Abstract

【課題】ジェット水路中の抵抗損失を小さくしてエンジンの出力低下を抑え、乱流の発生を防止して推進力の増加を図ったウォータービークル用ジェット推進機を提供する。
【解決手段】エンジンに連結されたドライブシャフト２と、該ドライブシャフト２の端部に嵌合するボス１８及び該ボス１８に固定された複数枚の羽根からなるインペラ３と、船底側の取水口９と船尾側の水噴射ノズル５との間に形成されたジェット水路１０とを有し、前記ボス１８に外形が多角形状の工具掛け用角筒部１６が形成されたウォータービークル用ジェット推進機１において、前記角筒部を覆うキャップ１７を取付けた。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水ジェット噴射駆動のウォータービークル（水上オートバイ等の小型滑走艇その他の水上乗物）に用いられるジェットポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウォータービークル用ジェット推進機は、エンジンの駆動により回転するドライブシャフトに取付けられたインペラで船底の取水口から水を吸い上げるとともに、インペラが装着されたジェット水路に沿って吸上げた水を後方に噴射してその反力による推進力でウォータービークルを走行させる。インペラは前方にドライブシャフト端部に連結するためのボスを有し、このボスの外周部にナット状の六角筒部（インペラ取付部）を備えている。ボスにはドライブシャフトの回転方向と逆のネジが形成される。この逆ネジによりボスをドライブシャフトの端部に締結する。
【０００３】
このボスに備わる筒状のインペラ取付部は、ドライブシャフト端部との連結部であって、例えば六角筒部であり、インペラをドライブシャフト端部に取付けて締付けるとき又は取外すときにスパナ等の一般の工具を係合させるための工具掛け部である。インペラ取付け時には、ドライブシャフト端部にインペラのボスを嵌め込み、ドライブシャフトを固定した状態で六角筒部にスパナを掛けてインペラを締結する。これにより、インペラはドライブシャフトと一体になって回転する。なお、工具掛けはボスの外周面以外あるいはインペラ前側部分以外に設けられる場合もある。いずれの場合も、インペラ取付部はドライブシャフトの端部に嵌め込まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記インペラ取付部はジェット水路中でインペラから前方に突出してドライブシャフト端部に連結されるため段差等が生じて抵抗損失となり、また外周に工具掛けが形成された場合には角筒形状がボスの外周面に設けられるため、このインペラ取付部が水流の抵抗になって乱流の原因となる。水流の抵抗が増えるとエンジンに対する負荷の増大となり、エネルギー損失が増える。このため、エンジン回転により水流に付与される動圧を推進力に変える動圧回収率が低下する。したがって、実質上の出力低下となり、スピード低下、加速性の低下となる。また、乱流が生じると気泡が発生しやすくなりキャビテーションの原因となってインペラの回転力が効率よく推力に変換できず、推進力が低下する。
【０００５】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、ジェット水路中の抵抗損失を小さくしてエンジンの出力低下を抑え、乱流の発生を防止して推進力の増加を図ったウォータービークル用ジェット推進機の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、エンジンに連結されたドライブシャフトと、該ドライブシャフトの端部に嵌合するボス及び該ボスに固定された複数枚の羽根からなるインペラと、船底側の取水口と船尾側の水噴射ノズルとの間に形成されたジェット水路とを有し、前記ボスに筒状のインペラ取付部が形成されたウォータービークル用ジェット推進機において、前記インペラ取付部を覆って前方に緩やかなテーパを有するキャップを取付けたことを特徴とするウォータービークル用ジェット推進機を提供する。
【０００７】
この構成によれば、ジェット水路中でインペラ前方に突出した筒状のインペラ取付部（例えば六角筒部）を覆って前方に緩やかなテーパを有するキャップを取付けるので、インペラ取付部の段差や角ばった表面が水流への抵抗とならず、また乱流が生じることを防ぐことができる。このため水流の抵抗損失が低下して出力が向上し、また乱流発生が抑えられ、インペラ効率が向上して推進力が高められる。また、インペラ取付部とドライブシャフトとの間の隙間も覆われるためこの隙間部分への浸水も防止することができ、インペラのボス及びドライブシャフトのネジ部分の腐食を防止することができる。
【０００８】
好ましい構成例では、前記ジェット水路は、前記インペラと同軸となる直流部と、取水口からこの直流部に至る傾斜部からなり、前記キャップは前記直流部の前端に配設されたことを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、特に推進力に影響を及ぼすジェット水路の直流部前端にキャップを設けることにより、効率よく抵抗損失を抑え推進力低下を防止できる。
【００１０】
好ましい構成例では、前記インペラ取付部は、多角形状の工具掛け用角筒部であることを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、スパナ等の一般の工具を工具掛け部に係合してインペラを取り付けたり取外すことができるのでメンテナンス等がしやすくなり、汎用性、利便性が向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１はウォータービークル全体の概略図である。
このウォータービークル１９は、ハル１３とデッキ２０で構成された船体の中央上部にハンドル２１が備わる。ハンドル２１の後方に運転者が座るシート２２が設けられる。船体の中央部にエンジン２３が配設され、船体の後部下側にジェット推進機１が備わる。
【００１３】
エンジン２３のクランク軸２４にカップリング２６を介してドライブシャフト２が結合される。ドライブシャフト２の後端部にインペラ３が締結され、その後方に整流用の静翼４が設けられる。インペラ３はジェット水路１０内に装着される。ジェット水路１０は、船底の取水口９と船尾のノズル５との間に形成される。ジェット水路１０は、ドライブシャフト２と同軸的に真直ぐ後方に水を噴出する直流部１０ａと、取水口９からこの直流部１０ａに至る傾斜部１０ｂとからなる。インペラ３は直流部１０ａ内に設けられ、そのボス１８は直流部１０ａの前端に位置する。
【００１４】
取水口９から吸上げられた水はインペラ３で後方に旋回流として噴出され、静翼４で整流されノズル５から噴射される。ノズル５の噴射口にはデフレクタ７が装着される。デフレクタ７は操舵軸２５廻りに左右に回転可能であり、ハンドル２１に連動して噴射方向を変えることによりウォータービークルの進行方向を変える。
【００１５】
図２は、本発明に係るウォータービークル用ジェット推進機の概略図である。
ジェット推進機１は、エンジン２３（図１）の駆動により回転するドライブシャフト２の端部にボス１８を介して装着されたインペラ３と、このインペラ３の後方に設けた静翼４とその後方に設けたノズル５とにより構成される。インペラ３はボス１８に固定された複数枚の羽根３ａからなり、ハウジング６内に収納される。ボス１８の前端部はインペラ取付部であってその外周に例えばスパナ掛け用の六角筒部１６が形成される。本実施形態では、この六角筒部１６はインペラ３をドライブシャフトに取り付ける際に一般工具を使用可能として利便性を高めるための工具掛けであるが、特殊工具仕様であってもよいし、あるいは工具掛けは別の位置に設けて単にドライブシャフト端部に嵌め込むための連結部であってもよい。また、六角形状に限らず、四角形その他の形状であってもよい。この六角筒部１６を覆って、後述のように本発明のキャップ１７が被せられる。ハウジング６は４本（図では２本）のボルト１４により中間ハウジング２７を介してプレートトランサム１２に固定される。プレートトランサム１２は四角リング状でリング内にジェット水路１０が開口し、その中央にドライブシャフト２が挿通する。
【００１６】
ハウジング６に４本（図では２本）のボルト１１により静翼４が固定される。静翼４は複数枚の羽根からなり、インペラ３により旋回流とされた水流を整流して後方に噴出させる。この静翼４のハウジング４ａの後方にノズル５が固定される。この静翼４はノズル５とともにインペラ３のハウジング及び中間ハウジング２７と一体化され、筒状体を形成する。この一体化された筒状体が、インペラ３をドライブシャフト２に取付けた後に、インペラ３に被せてプレートトランサム１２に固定される。これによりジェット水路１０の直流部１０ａが形成される。ノズル５の後方にはデフレクタ（方向舵）７、および船体をバックさせるためのリバースバケット８が備わる。このジェット推進機１はハル１３に固定された前述の略四角形のリング状のプレートトランサム１２に４本（図では２本）のボルト１４で固定される。
【００１７】
インペラ３は、前述のように、船底に設けた略楕円形状の取水口９とノズル５の間を連通するジェット水路１０内の直流部１０ａに設けられる。インペラ３の回転により取水口９からジェット水路１０内に水を吸引し、ノズル５から水を船尾後方に噴射して推進力を得る。デフレクタ７は、船体４に対し操舵軸２５廻りに左右に回転自在に取り付けられる。このデフレクタ７を操作して向きを変えることにより、旋回力を発生させて船を操舵する。
【００１８】
取水口９から吸引された水は取水口９の入口付近に設けられた格子状のスクリーンインテーク１５により水流中の異物を除去された後、インペラ３の手前のジェット水路１０においてインペラ３に対して直線流として流れ、インペラ３により後方に流れる旋回流とされ、静翼４により整流された旋回流となって後方に向けて直線的に（軸方向に）噴射される。
【００１９】
インペラ３の前側にはボス１８が突出し、このボス１８の外周にナット形状の六角筒部１６が前方に突出して形成される。ドライブシャフト２にインペラ３を取付ける際はドライブシャフト２をセレーション等を利用して回転固定した状態でボス１８をドライブシャフト２の端部に嵌め込み、スパナ等の一般工具でボス１８の外側の六角筒部１６をドライブシャフト２の回転方向と逆に回転させる。六角筒部１６はその内側に設けられた逆ネジによりドライブシャフト２に固定される。この六角筒部１６の外側に本発明のキャップ１７が取付けられる（図３）。
【００２０】
図３は本発明に係るキャップ取付け部分の概略図であり、図４はキャップの単品図である。
キャップ１７は全体的に円筒形状であって、前方が細い略円錐形状であり、後方は六角筒部１６を覆う形状の六角内部１６ａを有し、円筒状内部２ａをドライブシャフト２が挿通する。略円錐形状とすることにより直流部を流れる水の抵抗を少なくすることができるため、インペラ３手前で乱流を起こすことなく、円滑な流れを形成してインペラ効率が向上する。このキャップ１７は、インペラ３をドライブシャフト２に取付ける際、予めドライブシャフト側に装着しておいて、インペラ３を固定した後、前方から六角筒部１６に差し込む。水は前方から流れてくるのでエンジン駆動中にキャップ１７が外れることはない。
【００２１】
キャップ１７の先端は直流部（図ではプレートトランサム１２より少し前方）で、ボス外面の六角筒部１６より前方にあることが望ましい。キャップ１７の全長を長くすることにより、ボスの段差を緩やかなテーパーで覆って水流の抵抗を減らすことができる。キャップ１７は六角筒部１６を完全に覆うため、六角筒部（ボス）の内面とドライブシャフト間の隙間が確実に塞がれ、ドライブシャフト端部のネジ及びこれに螺合する六角筒部１６の内面のネジ部の腐食を防止することができる。これによりネジ部の錆付き等が防止されインペラ破損時等のインペラ３の取り外しが容易となる。また、六角筒部１６のネジ部にゴミ等が侵入することを防ぐことができ信頼性の高い機能が保たれる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、ジェット水路中でインペラ前方に突出したインペラ取付部（例えば六角筒部）を覆うキャップを取付けるので、キャップ表面を滑らかな曲面とすることによりインペラ取付部の角ばった表面が水流への抵抗とならず、また乱流が生じることを防ぐことができる。このため水流の抵抗損失が低下して出力が向上し、また乱流発生が抑えられ、インペラ効率が向上して推進力が高められる。また、インペラ取付部とドライブシャフトとの間の隙間も覆われるためこの隙間部分への浸水も防止することができ、インペラのボス及びドライブシャフトのネジ部分の腐食を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウォータービークル全体の概略図。
【図２】本発明に係るウォータービークル用ジェット推進機の概略図。
【図３】本発明に係るキャップ取付け部分の概略図。
【図４】キャップの単品図。
【符号の説明】
１：ジェット推進機、２：ドライブシャフト、３：インペラ、
４：静翼、５：ノズル、６：ハウジング、７：デフレクタ、
８：リバースバケット、９：取水口、１０：ジェット水路、１１：ボルト、
１２：プレートトランサム、１３：ハル、１４：ボルト、
１５：スクリーンインテーク、１６：六角筒部、１７：キャップ、
１８：ボス、１９：ウォータービークル、２０：デッキ、２１：ハンドル、
２２：シート、２３：エンジン、２４：クランク軸、２５：操舵軸、
２６：カップリング、２７：中間ハウジング。

Claims (3)

1. エンジンに連結されたドライブシャフトと、
   該ドライブシャフトの端部に嵌合するボス及び該ボスに固定された複数枚の羽根からなるインペラと、
   船底側の取水口と船尾側の水噴射ノズルとの間に形成されたジェット水路とを有し、
   前記ボスに筒状のインペラ取付部が形成されたウォータービークル用ジェット推進機において、
   前記インペラ取付部を覆って前方に緩やかなテーパを有するキャップを取付けたことを特徴とするウォータービークル用ジェット推進機。
2. 前記ジェット水路は、前記インペラと同軸となる直流部と、取水口からこの直流部に至る傾斜部からなり、前記キャップは前記直流部の前端に配設されたことを特徴とする請求項１に記載のウォータービークル用ジェット推進機。
3. 前記インペラ取付部は、多角形状の工具掛け用角筒部であることを特徴とする請求項１または２に記載のウォータービークル用ジェット推進機。

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