JP2019001387A - 小型船舶の推進ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】チューブ内を往復するピストンが往動及び復動いずれでも水を後方に押し出すシリンダを利用した小型船舶の推進ユニットを提供する。【解決手段】シリンダ７の前室73に前室側入力部731及び前室側出力部を、後室74に後室側入力部741及び後室側出力部を設けて構成され、前室側入力部731は、水中に開口し、ピストン72が前進する際に閉じ、後退する際に開く前室側入力用逆止弁732を有し、前室側出力部は、船体の後方に向けて開口し、ピストンが後退する際に閉じ、前進する際に開く前室側出力用逆止弁を有し、後室側入力部741は、水中に開口し、ピストンが前進する際に開き、後退する際に閉じる後室側入力用逆止弁732を有し、そして後室側出力部は、船体の後方に向けて開口し、ピストンが後退する際に閉じ、前進する際に開く前室側出力用逆止弁を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、小型船舶の推進ユニット、特に免許不要なボートに適した小型船舶の推進ユニットに関する。

小型船舶の推進ユニットは、小型船舶の船体（多くは背面又は底面）に取り付けて、電動モータ又はエンジンを駆動源としてスクリューを回転させる構成が一般的である。しかし、駆動源を人力とした場合、小さなスクリューは十分な推進力を得難く、大きなスクリューは人力で回転させ難い問題がある。これから、人力を駆動源とする小型船舶に対し、特許文献１に見られるように、チューブ内を往復するピストンで水を後方に押し出すシリンダから構成される推進ユニット（船、水上自転車等の推進機）が提案されている。

特許文献１が開示する小型船舶の推進ユニットは、両端が開口したチューブ（シリンダ）内を外部動力によって往復するピストンを有するシリンダから構成され、ピストンが船体（本体）の推進方向に対して反対方向に移動するときのみ、大きな水抵抗力を受けるようにしている（特許文献１・実用新案登録請求の範囲）。具体的なピストンは、前進する時に折り畳まれて水の抵抗をなくし、後退する時に広がって水の抵抗を受け、水を船体の後方に押し出すようにしている（特許文献１・第４頁２行〜15行）。

実開昭55-085397号公報

特許文献１からも明らかなように、シリンダを利用する小型船舶用ユニットは、ピストンが船体の後方に移動する時しか水を推進力に利用できなかった。ここで、駆動源が人力である場合、継続的に得られる馬力はわずか0.2馬力〜0.3馬力程度で、そのうちピストンを前方に移動させる時に人力が無駄に消費されることは好ましくない。そこで、チューブ内を往復するピストンで水を後方に押し出すシリンダを利用しながら、よりよく人力を消費できる小型船舶の推進ユニットを提供するため、検討した。

検討の結果開発したものが、小型船舶の船体に取り付けられ、水を前記船体の後方に噴射させる推進ユニットであって、シリンダのチューブをピストンが区画する前室に前室側入力部及び前室側出力部を、後室に後室側入力部及び後室側出力部をそれぞれ設けて構成され、前室側入力部は、水中に開口して前室と水中とを連通し、ピストンが前進する際に閉じ、前記ピストンが後退する際に開く前室側入力用逆止弁を有し、前室側出力部は、船体の後方に向けて開口して前室と水中とを連通し、ピストンが後退する際に閉じ、前記ピストンが前進する際に開く前室側出力用逆止弁を有し、後室側入力部は、水中に開口して後室と水中とを連通し、ピストンが前進する際に開き、前記ピストンが後退する際に閉じる後室側入力用逆止弁を有し、そして後室側出力部は、船体の後方に向けて開口して後室と水中とを連通し、ピストンが後退する際に閉じ、前記ピストンが前進する際に開く後室側出力用逆止弁を有してなる小型船舶の推進ユニットである。

本発明の小型船舶の推進ユニットは、ピストンの進退いずれの場合も、推進力として水を吐き出せるようにして、ピストンを進退させる動力を無駄なく利用すると共に、間断なく水を吐き出して連続した推進力を得ることができる。具体的には、ピストンが後退し、前室側入力部から前室に水を吸い込む場合、後室から後室側出力部を通じて水を吐き出し、逆にピストンが前進し、後室側入力部から後室に水を吸い込む場合、前室から前室側出力部を通じて水を吐き出す。前室側入力部、前室側出力部、後室側入力部及び後室側出力部は、例えば前室及び後室に対応するチューブの位置で２つずつ設けた開口それぞれに、前室側入力用逆止弁、前室側出力用逆止弁、後室側入力用逆止弁及び後室側出力用逆止弁を取り付けて構成される。

シリンダは、前室側入力部及び後室側入力部が水中に開口して前室及び後室と水中とを連通し、前室側出力部及び後室側出力部が船体の後方に向けて開口して前室及び後室と水中とを連通していれば、全体が水中に設置されている必要はなく、またピストンの進退方向が船体の進行方向と交差しても構わない。これから、シリンダは、船体の背面又は底面だけでなく、例えば船体の上面（甲板）に設置されてもよい。しかし、例えばピストンの進退方向に長尺となるシリンダを水中に設置する場合、ピストンの進退方向が船体の進行方向と交差するとシリンダが抵抗になりやすいため、水中に設置するシリンダは、ピストンの進退方向と船体の進行方向とを一致させる方が好ましい。

前室側入力部は、一端の開口を水中で船体の前方に向け、他端の開口を前室に連通させる前室側入力パイプであり、前室側入力用逆止弁が前記前室側入力パイプに設けられ、後室側入力部は、一端の開口を水中で船体の前方に向け、他端の開口を後室に連通させる後室側入力パイプであり、後室側入力用逆止弁が後室側入力パイプに設けられた構成にすると、シリンダの向きと関係なく、前室又は後室に船体の前方から水を取り込むことができる。また、シリンダが複数の場合、前室側入力パイプ及び後室側入力パイプが水中に臨ませる一端の開口の向きを揃えることで、それぞれの前室又は後室に水を取り込む方向を揃えることができる。

前室側出力部は、一端の開口を船体の後方に向け、他端の開口を前室に連通させる前室側出力パイプであり、前室側出力用逆止弁が前記前室側出力パイプに設けられ、後室側出力部は、一端の開口を船体の後方に向け、他端の開口を前室に連通させる後室側出力パイプであり、後室側出力用逆止弁が前記後室側出力パイプに設けられた構成にすると、シリンダの向きと関係なく、前室又は後室から船体の後方に向けて水を吐き出すことができる。また、シリンダが複数の場合、前室側出力パイプ及び後室側出力パイプが水中に臨ませる一端の開口の向きを揃えることで、水を吐き出すことにより得られる推進力の向きを揃えることができる。

シリンダは、ピストンの進退範囲（ストローク）が大きければ、前記ピストンの進退により吐き出される水の総量が多くなり、十分な推進力が得られる。しかし、ピストンを進退させる駆動手段によって、ピストンの進退範囲に制限があることの方が多い。これから、シリンダは、ピストンの進退方向に複数並び、各シリンダのピストンが前記進退方向に延びるシャフトで連結された構成にすることで、各シリンダが吐き出す水の量が少なくても、全体として吐き出す水の総量を増やして、十分な推進力を得ることができる。シャフトで連結されたピストンは、同期して進退し、推進力をより高めることができる。

ピストンを進退させる駆動手段は、様々考えられる。例えばシリンダは、駆動源から伝達される回転運動により回転するクランクのロッドがピストンに接続される構成、すなわちピストンクランク機構が挙げられる。回転運動は、駆動源が人力であっても動力であっても発生させやすい。また、駆動源が人力である場合、前記駆動源の回転運動とクランクの回転運動との半径比を駆動源側で大きくすれば、小さな人力を増幅してピストンを進退させることができるようになり、水の抵抗を受けながら進退するピストンでも無理なく進退させることができる。

ピストンクランク機構を駆動手段とした場合、駆動源は、船体に支持された揺動レバーの揺動軸とワンウェイクラッチを介して接続された回転板である人力構成にできる。揺動レバーは、例えば船体の上面に突出させ、船体に乗る利用者が上下に揺動させる。また、駆動源は、船体に支持された電動モータに接続された回転板である電動構成でもよいし、駆動源は、船体に支持された揺動レバーの揺動軸とワンウェイクラッチを介して接続され、かつ船体に支持された電動モータにも接続された回転板であるハイブリッド構成でもよい。ハイブリッド構成の電動モータは、ピストンにかかる水の圧力に応じて自動的に出力を調整する補助モータであると好ましい。

本発明の小型船舶の推進ユニットは、ピストンが進退する限り、前室側入力部又は後室側入力部の一方から水を吸引しながら、前室側出力部又は後室側出力部の他方から水を吐き出すことができるので、間断なく十分な推進力を得ることができる効果を有する。ピストンの進退によって一度に吐き出す水の量が同じであれば、シリンダを用いた従来の推進ユニット（例えば特許文献１）と比べて２倍の推進力が得られる。これにより、シリンダを用いた従来の推進ユニットより小型船舶の速度を向上させることができ、また動力に比べて非力な人力を駆動源としても、小型船舶を進める楽しみが得られる程度の推進力が確保できる利点もある。

前室側入力パイプ及び後室側入力パイプは、前室及び後室に水を取り込む方向をシリンダの向きと関係なく設定することができ、推進ユニットの構成や推進ユニットの船体に対する取付位置及び取付姿勢の自由度を高める効果がある。前室側出力パイプ及び後室側出力パイプも、同様の効果を有する。更に、前室側出力パイプ及び後室側出力パイプは、水を吐き出すことにより得られる推進力の向きを揃える働きを有し、推進力を高める効果のほか、前室側出力パイプ及び後室側出力パイプの開口の向きを変化させることで、推進力の方向を変化させて船体の移動方向を操作できる利点をもたらす。

シリンダは、ピストンの進退方向に複数並び、各シリンダのピストンが前記進退方向に延びるシャフトで連結された構成にすると、シリンダの数だけ推進力を高めることができる。また、複数のピストンを同一の駆動手段で進退させることができるため、シリンダの数に合わせて駆動手段を設けずにすみ、狭い小型船舶における推進ユニットの駆動手段の占有面積を小さくできる利点も得られる。

ピストンを進退させる駆動手段がピストンクランク機構であれば、駆動源に人力を利用しやすくなる。船体に支持された揺動レバーの揺動軸とワンウェイクラッチを介して接続された回転板である人力構成の駆動源は、揺動レバーの昇降という単純動作で回転動力を得ることができる。船体に支持された電動モータに接続された回転板である電動構成の駆動源は、連続的な回転動力を得やすい。そして、船体に支持された揺動レバーの揺動軸とワンウェイクラッチを介して接続され、かつ船体に支持された電動モータにも接続された回転板であるハイブリッド構成の駆動源は、電動モータの回転動力に人力の回転動力を任意に加えて、一時的な推進力増加を図ることができる。

本発明の推進ユニットを搭載した小型船舶の一例を表す右側面図である。 本例の小型船舶の船体を破断した状態を表す右側面図である。 本例の推進ユニットを表す右側面図である。 本例の推進ユニットを表す平面図である。 本例の推進ユニットを表す左側面図である。 本例の推進ユニットを表す斜視図である。 本例の推進ユニットを表す正面図である。 本例の推進ユニットを表す背面図である。 本例の推進ユニットの外筒及び各チューブを図７中Ａ-Ａ部相当断面図である。 本例の推進ユニットの外筒及び各チューブを図７中Ｂ-Ｂ部相当断面図である。 本例の小型船舶の操作手順１を表す右側面図である。 本例の小型船舶の操作手順２を表す右側面図である。 本例の推進ユニットのピストン前進状態を表す図９中部分抜粋断面図である。 本例の推進ユニットのピストン前進状態を表す図10中部分抜粋断面図である。 本例の推進ユニットのピストン後退状態を表す図９中部分抜粋断面図である。 本例の推進ユニットのピストン後退状態を表す図10中部分抜粋断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明の推進ユニット92は、例えば図１及び図２に見られるように、利用者97（後掲図11参照）が船体91の上面に立ち、揺動レバー93を上下に揺動させて推進する小型船舶９に利用される。本例の小型船舶９は、軽量樹脂素材（例えば発泡スチロール）を成形して構成した船体91の船底凹部811に、推進ユニット92を吊り下げベルト922で吊り下げ、全体を水没させる。また、本例の小型船舶９は、推進ユニット92の水を吐出する後端に左右に首を振る蛇腹状の可変ノズル925を取り付け、水の吐出方向を左右に振ることができる。可変ノズル925は、例えば揺動レバー93を左右に振って操作する。

本例の推進ユニット92は、側面視L字状である支持板961の水平部分に挟まれている。支持板961は、揺動レバー93の揺動軸931から動力伝達機構を構成する回転板933、電動モータ94、クランク板95を、前記水平部分から斜め前上方に持ち上がった起立部分に支持している。揺動レバー931と支持板961の起立部分は、船体91の前方に設けられた開口912を通じて、風除けフードが設けられた部分で船体91の上面に突出する。これにより、本例の推進ユニット92は、揺動レバー931や動力伝達機構までを一組にして、船体91に対して一度に着脱できるようにしている

本例の小型船舶９は、揺動レバー93の揺動軸931にワンウェイクラッチ932を介して取り付けた回転板933とクランク板（回転軸と偏心軸とを備えた円板）95とを伝動ベルト934で接続し、支持板951の起立部分に支持させた電動モータ94を前記回転板933に接続したハイブリッド構成の動力伝達機構を用いている。揺動レバー93は、ワンウェイクラッチ932により、押し下げると回転板933を回転させ、引き上げると回転板933に対して空回りする。電動モータ94は、揺動レバー93と無関係又は連携して回転板933を回転させる。

回転板933は、揺動レバー93のみ、電動モータ94のみで、又は揺動レバー93及び電動モータ94を連携して回転させる。揺動レバー93及び電動モータ94を連携させる場合、揺動レバー93を主として回転板933を回転させ、揺動レバー93に掛かる負荷を低減するために作動して回転板933の回転を助ける構成がある（電動アシスト構成）。逆に、電動モータ94を主として回転板933を回転させ、利用者97の意図的な揺動レバー93の操作により、一時的に回転板933の回転を増強する構成でもよい（手動ブースト構成）。

説明の便宜上、同種部材（例えば第１前室側入力パイプ132等の入力パイプ）をまとめて呼ぶ場合、符号を付さない共通名称（単に「入力パイプ」）を用いる。推進ユニット92は、図３〜図10に見られるように、第１シリンダ１〜第８シリンダ８を直列に繋ぎ、各シリンダに沿って前方に延びる各入力パイプや後方に延びる各出力パイプに円筒状の外筒921を被せて構成される。クランク板95の偏心軸から延びるロッド96は、自在継手961を介してシャフト962に接続され、前記シャフト962が第１シリンダ１〜第８シリンダ８の第１チューブ11〜第８チューブ81を貫通してそれぞれの第１ピストン12〜第８ピストン82に接続される。

本例の第１シリンダ１〜第８シリンダ８は、前端が開口し、後端寄りに閉鎖壁を有する円筒状の第１チューブ11〜第８チューブ81に、それぞれの第１ピストン12〜第８ピストン82を内蔵して構成される。例えば第１チューブ11は、第２チューブ21に前方から接続し、第２チューブ21の前端開口を第１チューブ11の閉鎖壁で塞ぐ。第１チューブ11は、閉鎖壁を有する前端筒923を接続して前端開口を塞ぐ。第８チューブ81は、後端に後端筒924が接続される。シャフト962は、前端筒923から各チューブの閉鎖壁を貫通して、それぞれのピストンに接続される。

本例の各シリンダは、前室側入力パイプと後室側入力パイプとを、また前室側出力パイプと後室側出力パイプとをそれぞれ対角位置に配置し、かつ前室側入力パイプと前室側出力パイプとを、また後室側入力パイプと後室側出力パイプとがそれぞれ周方向に36度ずれた同一形状のチューブを周方向に36度ずつずらしながら接続し、更に前後に並ぶチューブそれぞれの前室側出力パイプ同士、後室側出力パイプ同士、後室側入力パイプ同士、そして後室側出力パイプ同士を接続し、それぞれ８本の入力パイプ及び出力パイプが周方向に36度ずつずれて並ぶようにして、入力パイプ及び出力パイプの干渉を避けている。

本例の各入力パイプは、一端の開口を水中で船体91の前方に向け、前室又は後室に連通させる他端の開口に逆止弁を設けている。各入力パイプの逆止弁は、各前室又は各後室が広がり、各入力パイプを通じて水を吸引する際に水を通過させ、前記各前室又は各後室が狭くなり、各入力パイプを通じて水を吐出しようとすると水を遮断する働きを有する。同様に、本例の各出力パイプは、一端の開口を水中で船体91の後方に向け、前室又は後室に連通させる他端の開口に逆止弁を設けている。各出力パイプの逆止弁は、各前室又は各後室が広がり、各出力パイプを通じて水を吸引しようとすると水を遮断し、前記各前室又は各後室が狭くなり、各入力パイプを通じて水を吐出する際に水を通過させる働きを有する。具体的には、後述参照（図13以降）。

第１シリンダ１は、第１チューブ11を第１ピストン12により第１前室13及び第１後室14に区画され、第１前室13に第１前室側入力パイプ132及び第１前室側出力パイプ134が接続され、第１後室14に第１後室側入力パイプ142及び第１後室側出力パイプ144が接続される。第２シリンダ２は、第２チューブ21を第２ピストン22により第２前室23及び第２後室24に区画され、第２前室23に第２前室側入力パイプ232及び第２前室側出力パイプ234が接続され、第２後室24に第２後室側入力パイプ242及び第２後室側出力パイプ244が接続される。

第１前室側入力パイプ132及び第２前室側入力パイプ232は、推進ユニット92を正面（図７参照）から見て頂点から右回りに72度傾いた位置で、前方に延びる第２前室側入力パイプ232を第１前室側入力パイプ132に接続し、前記第１前室側入力パイプ132を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第１前室側出力パイプ134及び第２前室側出力パイプ234は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から右回り（推進ユニット92を正面から見て左回り）に144度傾いた位置で、後方に延びる第１前室側出力パイプ134を第２前室側出力パイプ234に接続し、前記第２前室側出力パイプ234を後端まで延ばす（図５及び図８参照）。

第１後室側入力パイプ142及び第２後室側入力パイプ242は、推進ユニット92を正面（図７参照）から見て頂点から左回りに108度傾いた位置（第１前室側入力パイプ132及び第２前室側入力パイプ232の点対称位置）で、前方に延びる第２後室側入力パイプ242を第１後室側入力パイプ142に接続し、前記第１後室側入力パイプ142を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第１後室側出力パイプ144及び第２後室側出力パイプ244は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から左回り（推進ユニット92を正面から見て左回り）に36度傾いた位置（第１前室側出力パイプ134及び第２前室側出力パイプ234の点対称位置）で、後方に延びる第１後室側出力パイプ144を第２後室側出力パイプ244に接続し、前記第２後室側出力パイプ244を後端まで延ばす（図５及び図８参照）。

第１前室側入力パイプ132及び第２前室側入力パイプ232は、第３後室側出力パイプ344及び第４後室側出力パイプ444と同一線上の前後に並び（図３及び図６参照）、第１後室側入力パイプ142及び第２前室側入力パイプ242は、第３前室側出力パイプ334及び第４前室側出力パイプ434と同一線上の前後に並んで（図５参照）、他の入力パイプ又は出力パイプに干渉することがない。また、第１前室側出力パイプ134及び第２前室側出力パイプ234や第１後室側出力パイプ144及び第２後室側出力パイプ244は、同一線上に他の入力パイプ又は出力パイプがなく、干渉の恐れがない。

第３シリンダ３は、第３チューブ31を第３ピストン32により第３前室33及び第３後室34に区画され、第３前室33に第３前室側入力パイプ332及び第３前室側出力パイプ334が接続され、第３後室34に第３後室側入力パイプ342及び第３後室側出力パイプ344が接続される。第４シリンダ４は、第４チューブ41を第４ピストン42により第４前室43及び第４後室44に区画され、第4前室43に第４前室側入力パイプ432及び第４前室側出力パイプ434が接続され、第4後室44に第４後室側入力パイプ442及び第４後室側出力パイプ444が接続される。

第３前室側入力パイプ332及び第４前室側入力パイプ432は、推進ユニット92を正面（図７参照）から見て頂点から右回りに108度傾いた位置で、前方に延びる第４前室側入力パイプ432を第３前室側入力パイプ332に接続し、前記第３前室側入力パイプ332を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第３前室側出力パイプ334及び第４前室側出力パイプ434は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から右回り（推進ユニット92を正面から見て左回り）に108度傾いた位置で、後方に延びる第３前室側出力パイプ334を第４前室側出力パイプ434に接続し、前記第４前室側出力パイプ434を後端まで延ばす（図５及び図８参照）。

第３後室側入力パイプ342及び第４後室側入力パイプ442は、推進ユニット92を正面から見て（図７参照）頂点から左回りに72度傾いた位置（第３前室側入力パイプ332及び第４前室側入力パイプ432の点対称位置）で、前方に延びる第４後室側入力パイプ442を第３後室側入力パイプ342に接続し、前記第３後室側入力パイプ342を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第３後室側出力パイプ344及び第４後室側出力パイプ444は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から左回り（推進ユニット92を正面から見て右回り）に72度傾いた位置（第３前室側出力パイプ334及び第４前室側出力パイプ434の点対称位置）で、後方に延びる第３後室側出力パイプ344を第４後室側出力パイプ444に接続し、前記第４後室側出力パイプ444を後端まで延ばす（図５参照）。

第３前室側入力パイプ332及び第４前室側入力パイプ432は、第５後室側出力パイプ544及び第６後室側出力パイプ644と同一線上の前後に並び（図３及び図６参照）、第３後室側入力パイプ342及び第４後室側入力パイプ442は、第５前室側出力パイプ534及び第６前室側出力パイプ634と同一線上の前後に並び（図５参照）、第３前室側出力パイプ334及び第４前室側出力パイプ434は、第１後室側入力パイプ142及び第２後室側入力パイプ242と同一線上の前後に並び（図５参照）、第３後室側出力パイプ344及び第４後室側出力パイプ444は、第１前室側入力パイプ132及び第２前室側入力パイプ232と同一線上の前後に並んで（図３及び図６参照）、他の入力パイプ又は出力パイプに干渉することがない。

第５シリンダ５は、第５チューブ51を第５ピストン52により第５前室53及び第５後室54に区画され、第５前室53に第５前室側入力パイプ532及び第５前室側出力パイプ534が接続され、第５後室54に第５後室側入力パイプ542及び第５後室側出力パイプ544が接続される。第６シリンダ６は、第６チューブ61を第６ピストン62により第６前室63及び第６後室64に区画され、第６前室63に第６前室側入力パイプ632及び第６前室側出力パイプ634が接続され、第６後室64に第６後室側入力パイプ642及び第６後室側出力パイプ644が接続される。

第５前室側入力パイプ532及び第６前室側入力パイプ632は、推進ユニット92を正面（図７参照）から見て頂点から右回りに144度傾いた位置で、前方に延びる第６前室側入力パイプ632を第５前室側入力パイプ532に接続し、前記第５前室側入力パイプ532を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第５前室側出力パイプ534及び第６前室側出力パイプ634は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から右回り（推進ユニット92を正面から見て左回り）に72度傾いた位置で、後方に延びる第５前室側出力パイプ534を第６前室側出力パイプ634に接続し、前記第６前室側出力パイプ634を後端まで延ばす（図５及び図８参照）。

第５後室側入力パイプ542及び第６後室側入力パイプ642は、推進ユニット92を正面から見て（図７参照）頂点から左回りに36度傾いた位置（第５前室側入力パイプ532及び第６前室側入力パイプ632の点対称位置）で、前方に延びる第６後室側入力パイプ642を第５後室側入力パイプ542に接続し、前記第５後室側入力パイプ542を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第５後室側出力パイプ544及び第６後室側出力パイプ644は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から左回り（推進ユニット92を正面から見て右回り）に108度傾いた位置（第５前室側出力パイプ534及び第６前室側出力パイプ634の点対称位置）で、後方に延びる第５後室側出力パイプ544を第６後室側出力パイプ644に接続し、前記第６後室側出力パイプ644を後端まで延ばす（図５参照）。

第５前室側入力パイプ532及び第６前室側入力パイプ632は、第７後室側出力パイプ744及び第８後室側出力パイプ844と同一線上の前後に並び（図３及び図６参照）、第５後室側入力パイプ542及び第６後室側入力パイプ642は、第７前室側出力パイプ734及び第８前室側出力パイプ834と同一線上の前後に並び（図５参照）、第５前室側出力パイプ534及び第６前室側出力パイプ634は、第３後室側入力パイプ342及び第４後室側入力パイプ442と同一線上の前後に並び（図５参照）、第５後室側出力パイプ544及び第６後室側出力パイプ644は、第３前室側入力パイプ332及び第４前室側入力パイプ432と同一線上の前後に並んで（図３及び図６参照）、他の入力パイプ又は出力パイプに干渉することがない。

第７シリンダ７は、第７チューブ71を第７ピストン72により第７前室73及び第７後室74に区画され、第７前室73に第７前室側入力パイプ732及び第７前室側出力パイプ734が接続され、第７後室74に第７後室側入力パイプ742及び第７後室側出力パイプ744が接続される。第８シリンダ８は、第８チューブ81を第８ピストン82により第８前室83及び第８後室84に区画され、第８前室83に第８前室側入力パイプ832及び第８前室側出力パイプ834が接続され、第８後室84に第８後室側入力パイプ842及び第８後室側出力パイプ844が接続される。

第７前室側入力パイプ732及び第８前室側入力パイプ832は、推進ユニット92を正面（図７参照）から見て頂点の反対位置（点対称位置）で、前方に延びる第８前室側入力パイプ832を第７前室側入力パイプ732に接続し、前記第７前室側入力パイプ732を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第７前室側出力パイプ734及び第８前室側出力パイプ834は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から右回り（推進ユニット92を正面から見て左回り）に36度傾いた位置で、後方に延びる第７前室側出力パイプ734を第８前室側出力パイプ834に接続し、前記第８前室側出力パイプ834を後端まで延ばす（図５及び図８参照）。

第７後室側入力パイプ742及び第８後室側入力パイプ842は、推進ユニット92を正面から見て（図７参照）頂点の位置（第７前室側入力パイプ732及び第８前室側入力パイプ832の点対称位置）で、前方に延びる第８後室側入力パイプ842を第７後室側入力パイプ742に接続し、前記第７後室側入力パイプ742を前端まで延ばす（図３、図４及び図７参照）。第７後室側出力パイプ744及び第８後室側出力パイプ844は、推進ユニット92を背面（図８参照）から見て頂点から左回り（推進ユニット92を正面から見て右回り）に144度傾いた位置（第７前室側出力パイプ734及び第８前室側出力パイプ834の点対称位置）で、後方に延びる第７後室側出力パイプ744を第８後室側出力パイプ844に接続し、前記第８後室側出力パイプ844を後端まで延ばす（図５参照）。

第７前室側入力パイプ732及び第８前室側入力パイプ832や第７後室側入力パイプ742及び第８後室側出力パイプ842は、同一線上に他の入力パイプ又は出力パイプがなく、干渉の恐れがない。また、第７前室側出力パイプ734及び第８前室側出力パイプ834は、第５後室側入力パイプ542及び第６後室側入力パイプ642と同一線上の前後に並び（図５参照）、第７後室側出力パイプ744及び第８前室側出力パイプ844は、第５前室側入力パイプ532及び第６前室側入力パイプ632と同一線上の前後に並んで（図３及び図６参照）、他の入力パイプ又は出力パイプに干渉することがない。

本発明の推進ユニット92を用いた小型船舶９の推進につい説明する。本例の小型船舶９は、図11及び図12に見られるように、利用者97が揺動レバー93を押し下げる又は電動モータ94が回転することにより回転板933を回転させ、海中に水没させた推進ユニット92から水を後方へ吐出して前進する。本発明の推進ユニット92は、各ピストンの前進又は後退の何れでも水を吐出できるため、クランク板95の回転方向を問わない。以下では、説明の便宜上、右側から見てクランク板95が左回転するものとし、特に第７シリンダ７及び第８シリンダに着目して説明する。

揺動レバー93が押し下げられると、図13及び図14に見られるように、クランク板95が右側から見て左回転してシャフト962が引っ張れ、第１ピストン12〜第８ピストン82を前進させる。これにより、第７シリンダ７及び第８シリンダ８では、第７前室73及び第８前室83が狭くなり、第７前室側出力パイプ734及び第８前室側出力パイプ834を通じて水が吐出される（図14中右上側実線矢印）。これに対し、第７前室73及び第８前室83が狭くなると、第７前室側入力パイプ732及び第８前室側入力パイプ832を通じて水が吐出されるところ、前記吐出は、第７前室側入力用逆止弁731及び第８前室側入力用逆止弁831により遮断される（図13中下側破線矢印）。

また、同時に、第７後室74及び第８後室84が広くなり、第７後室側入力パイプ742及び第８後室側入力パイプ842を通じて水が吸引される（図13中上側実線矢印）。これに対し、第７後室74及び第８後室84が広くなると、第７後室側出力パイプ744及び第８後室側出力パイプ844を通じて水が吸引されるところ、前記吸引は、第７後室側出力用逆止弁743及び第８後室側出力用逆止弁843により遮断される（図14中右下側破線矢印）。

シャフト962は、第１ピストン12〜第８ピストン82を連動させて前進させる。このため、第５前室53及び第６前室63が狭くなり、第５前室側出力パイプ534及び第６前室側出力パイプ634を通じて水が吐出され（図示略）、同時に第５後室54及び第６後室64が広くなり、第５後室側入力パイプ542及び第６後室側入力パイプ642を通じて水が吸引される（図14中左上側実線矢印）。第５前室側入力パイプ532及び第６前室側入力パイプ632を通じた水の吐出は、第５前室側入力用逆止弁531及び第６前室側入力用逆止弁631により遮断され（図14中左下側破線矢印）、第５後室側出力パイプ544及び第６後室側出力パイプ644を通じた水の吸引は、第５後室側出力用逆止弁及び第６後室側出力用逆止弁により遮断される（図示略）。

こうして、第１ピストン12〜第８ピストン82が連動して前進すると、第１前室13〜第８前室83から第１前室側出力パイプ134〜第８前室側出力パイプ834を通じて水が吐出され、同時に第１後室側入力パイプ142〜第８後室側入力パイプ842を通じて第１後室14〜第８後室84に水が吸引される。推進ユニット92としては、第２前室側出力パイプ234、第４前室側出力パイプ434、第６前室側出力パイプ634及び第８前室側出力パイプ834から水を吐出し、第１後室側入力パイプ142、第３後室側入力パイプ342、第５後室側入力パイプ542及び第７後室側入力パイプ742から水が吸引される。

揺動レバー93が更に押し下げられると、図15及び図16に見られるように、クランク板95が更に左回転してシャフト962を押し返し、第１ピストン12〜第８ピストン82を後退させる。これにより、第７シリンダ７及び第８シリンダ８では、第７前室73及び第８前室83が広くなり、７前室側入力パイプ732及び第８前室側入力パイプ832を通じて水が吸引される（図15中下側実線矢印）。これに対し、第７前室73及び第８前室83が広くなると、第７前室側出力パイプ734及び第８前室側出力パイプ834を通じて水が吸引されるところ、前記吸引は、第７前室側出力用逆止弁733及び第８前室側出力用逆止弁833により遮断される（図16中右上側破線矢印）。

また、同時に、第７後室74及び第８後室84が狭くなり、第７後室側出力パイプ744及び第８後室側出力パイプ844を通じて水が吐出される（図16中右下側実線矢印）。これに対し、第７後室74及び第８後室84が狭くなると、第７後室側入力パイプ742及び第８後室側入力パイプ842を通じて水が吐出されるところ、前記吐出は、第７後室側入力用逆止弁741及び第８後室側入力用逆止弁841により遮断される（図15中上側破線矢印）。

連動する第５シリンダ５及び第６シリンダ６では、第５前室53及び第６前室63が広くなり、第５前室側入力パイプ532及び第６前室側入力パイプ632を通じて水が吸引され（図16中左下側実線矢印）、同時に第５後室54及び第６後室64が狭くなり、第５後室側出力パイプ544及び第６後室側出力パイプ644を通じて水が吐出される（図示略）。第５前室側出力パイプ534及び第６前室側出力パイプ634を通じた水の吸引は、第５前室側入力用逆止弁及び第６前室側入力用逆止弁により遮断され（図示略）、第５後室側入力パイプ542及び第６後室側入力パイプ642を通じた水の吐出は、第５後室側入力用逆止弁541及び第６後室側入力用逆止弁641により遮断される（図16中左上側破線矢印）。

こうして、第１ピストン12〜第８ピストン82が連動して後退すると、第１前室側入力パイプ132〜第８前室側入力パイプ832を通じて第１前室13〜第８前室83に水が吸引され、同時に第１後室14〜第８後室84から第１後室側出力パイプ144〜第８後室側出力パイプ844を通じて水が吐出される。推進ユニット92としては、第２後室側出力パイプ244、第４後室側出力パイプ444、第６後室側出力パイプ644及び第８後室側出力パイプ844から水を吐出し、第１前室側入力パイプ132、第３前室側入力パイプ332、第５前室側入力パイプ532及び第７前室側入力パイプ732から水が吸引される。

このように、本発明の推進ユニット92は、回転動力が与えられてピストンが前進及び後退を続ける限り、連続して水を吐出し続けるため、推進力を途切れさせることなく、連続して小型船舶９を前進させることができる。更に、本例のように、ピストンが連動する複数のシリンダから推進ユニット92を構成すると、各シリンダから間断なく、かつ連動して水が吐出され、シリンダの数だけ推進力を増強することができる。こうして、人力だけ又は簡易な動力だけを用いて小型船舶９を前進させることのできる推進ユニット92が提供できる。

１ 第１シリンダ
132 第１前室側入力パイプ
134 第１前室側出力パイプ
142 第１後室側入力パイプ
144 第１後室側出力パイプ
２ 第２シリンダ
232 第２前室側入力パイプ
234 第２前室側出力パイプ
242 第２後室側入力パイプ
244 第２後室側出力パイプ
３ 第３シリンダ
332 第３前室側入力パイプ
334 第３前室側出力パイプ
342 第３後室側入力パイプ
344 第３後室側出力パイプ
４ 第４シリンダ
432 第４前室側入力パイプ
434 第４前室側出力パイプ
442 第４後室側入力パイプ
444 第４後室側出力パイプ
５ 第５シリンダ
532 第５前室側入力パイプ
534 第５前室側出力パイプ
542 第５後室側入力パイプ
544 第５後室側出力パイプ
６ 第６シリンダ
632 第６前室側入力パイプ
634 第６前室側出力パイプ
642 第６後室側入力パイプ
644 第６後室側出力パイプ
７ 第７シリンダ
732 第７前室側入力パイプ
734 第７前室側出力パイプ
742 第７後室側入力パイプ
744 第７後室側出力パイプ
８ 第８シリンダ
832 第８前室側入力パイプ
834 第８前室側出力パイプ
842 第８後室側入力パイプ
844 第８後室側出力パイプ
９ 小型船舶
91 船体
92 推進ユニット
93 揺動レバー
94 電動モータ
95 クランク板
96 ロッド
962 シャフト

Claims (8)

1. 小型船舶の船体に取り付けられ、水を前記船体の後方に噴射させる推進ユニットであって、
   シリンダのチューブをピストンが区画する前室に前室側入力部及び前室側出力部を、後室に後室側入力部及び後室側出力部をそれぞれ設けて構成され、
   前室側入力部は、水中に開口して前室と水中とを連通し、ピストンが前進する際に閉じ、前記ピストンが後退する際に開く前室側入力用逆止弁を有し、
   前室側出力部は、船体の後方に向けて開口して前室と水中とを連通し、ピストンが後退する際に閉じ、前記ピストンが前進する際に開く前室側出力用逆止弁を有し、
   後室側入力部は、水中に開口して後室と水中とを連通し、ピストンが前進する際に開き、前記ピストンが後退する際に閉じる後室側入力用逆止弁を有し、そして
   後室側出力部は、船体の後方に向けて開口して後室と水中とを連通し、ピストンが後退する際に閉じ、前記ピストンが前進する際に開く後室側出力用逆止弁を有してなる小型船舶の推進ユニット。
2. 前室側入力部は、一端の開口を水中で船体の前方に向け、他端の開口を前室に連通させる前室側入力パイプであり、前室側入力用逆止弁が前記前室側入力パイプに設けられ、
   後室側入力部は、一端の開口を水中で船体の前方に向け、他端の開口を後室に連通させる後室側入力パイプであり、後室側入力用逆止弁が後室側入力パイプに設けられた請求項１記載の小型船舶の推進ユニット。
3. 前室側出力部は、一端の開口を船体の後方に向け、他端の開口を前室に連通させる前室側出力パイプであり、前室側出力用逆止弁が前記前室側出力パイプに設けられ、
   後室側出力部は、一端の開口を船体の後方に向け、他端の開口を前室に連通させる後室側出力パイプであり、後室側出力用逆止弁が前記後室側出力パイプに設けられた請求項１又は２いずれか記載の小型船舶の推進ユニット。
4. シリンダは、ピストンの進退方向に複数並び、各シリンダのピストンが前記進退方向に延びるシャフトで連結された請求項１〜３いずれか記載の小型船舶の推進ユニット。
5. シリンダは、駆動源から伝達される回転運動により回転するクランクのロッドがピストンに接続される請求項１〜４いずれか記載の小型船舶の推進ユニット。
6. 駆動源は、船体に支持された揺動レバーの揺動軸とワンウェイクラッチを介して接続された回転板である請求項５記載の小型船舶の推進ユニット。
7. 駆動源は、船体に支持された電動モータに接続された回転板である請求項５記載の小型船舶の推進ユニット。
8. 駆動源は、船体に支持された揺動レバーの揺動軸とワンウェイクラッチを介して接続され、かつ船体に支持された電動モータにも接続された回転板である請求項５記載の小型船舶の推進ユニット。
   
   

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