JP2829114B2 - 水噴射推進操舵装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、船舶のために搭載される水噴射推進操舵装
置およびその方法に関する。

（従来の技術） 水噴射推進操舵装置を搭載した船舶としては、例え
ば、第９図に示すようなものがある。第９図（Ａ）は船
体１の平面図であり、船体１の船尾に噴流を発生させる
ためのポンプ２を左舷および右舷にそれぞれ設け、ポン
プ２の出口部には噴流の水平方向を制御する操舵管３が
設けられている。そして、噴流の垂直方向の制御は逆進
カバー４で行われる。第９図（Ｂ）は船体１の側面図で
あり、逆進カバー４にて出口噴流５が海面６に流出さ
れ、船体１を逆進させる方向に制御している場合を示
す。第10図は操舵管３部分の拡大平面図であり、第11図
はポンプ２からの噴流７を逆進カバー４および操舵管３
で制御した場合の出口噴流５の状態を示す説明図であ
る。

第11図（Ａ）は船体１を逆進させる場合を示し、第11
図（Ｂ）は船体１を直進させる場合であり、第11図
（Ｃ）は操舵管３を曲げて船体１を左旋回させる場合で
ある。船体１を旋回あるいは逆進させるには、旋回は第
11図（Ｃ）に示すように操舵管３を垂直軸の回りに回転
させて、噴流７を水平方向に回転させ、船体１を逆進さ
せていた。すなわち、船体１を旋回あるいは逆進させる
には、操舵管３と逆進カバー４との２種類の構成および
それに対する２種類の制御系により行われ、また全体を
統一して全体の制御を行っていた。

（発明が解決しようとする課題） ところが、従来のこのような水噴射推進操舵装置にお
いては、制御のための機構が複雑になると共に、装置全
体が重く大きくなっていた。

また、逆進時には噴流を下斜め前方に噴射することに
なるので、噴流の障害にならないよう船尾下部を斜めに
切り落した形状にする必要がある。つまり、逆進カバー
位置を船尾から極力離して船尾に噴流が当たらないよう
な構造にする必要があり、船体構造が複雑になる。一
方、逆進カバーの位置を船尾から離すことは、逆進カバ
ーを支持する構造物の強度をそれに従って大きくさせる
ことになり重量増加の要因になる。

さらにまた、逆進時に噴流を斜め下方に噴射すること
は、上向きのスラストが作用することになる。一般に高
速艇では運転時に吃水を下げて噴流を空中に噴出してい
るため、上下方向のスラスト力が作用することは好まし
くない。従って、逆進時には上下方向位置制御を水中翼
あるいはリフトファン等により行う必要があり、そうし
た場合、制御が複雑になる。

例えば、高速航走時に左急旋回する場合には、まず、
操舵管を回転させ、左斜め後方に噴流を噴射させる。更
に操舵ハンドルを左に回転させ、左舷の噴流を逆進させ
ると、船体には左舷船尾に上向きスラストが作用する。
船体を左へ急旋回中に、左船尾が上がることは船を不安
定にさせるので、制御が必要である。また、操舵管を回
転させた状態で逆進させると、逆進噴射の方向が操舵管
の方向に依存するため操舵管の位置により船の旋回モー
メントが変化し制御が難しい。従って、小形のレジャー
用高速艇などには従来の水噴射推進操舵装置の搭載は事
実上無理であった。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、船体の船尾の左舷側および右舷側に設けら
れ、船体と平行でかつ船尾向きの噴流を発生させる一対
のポンプと、この一対のポンプの出口部にそれぞれ接続
され、前記ポンプで発生した噴流を流入させ、この噴流
の流出方向を水平面内で切換える噴流切換装置と、この
噴流切換装置に一端がそれぞれ接続され、他端が船体側
方外側まで伸ばされて船体の船首向き水平方向に開口し
前記噴流切換装置から流入される噴流を流出する接続管
とを備え、前記噴流切換装置は回転機構により回転する
噴流切換体を内蔵し、この噴流切換体にはその内部を水
平に貫通する貫通開口部と、この貫通開口部に対しほぼ
直角にかつ水平に連通する開口部とを穿設し、前記噴流
切換体の回転角に応じて前記ポンプからの噴流の流出方
向を船尾向きから船尾外側向きに前記貫通開口部を介し
て変化させ、前記噴流切換体の回転角が零のときは前記
ポンプからの噴流を前記貫通開口部を介して船尾向きに
流出させ、前記噴流切換体の回転角が直角のときは前記
ポンプからの噴流を前記開口部、前記貫通開口部、およ
び前記接続管を介して船首向き水平方向に流出させるこ
とを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、上記のような構成において、直進航
走時には左舷および右舷の前記噴流切換体の回転角を零
とし前記ポンプからの噴流を前記貫通開口部を介して船
尾向きに流出させ、小旋回時には左舷または右舷の一方
の前記噴流切換体のみ小回転させ前記ポンプからの噴流
を前記貫通開口部を介して船尾外側向きに流出させ、他
方の噴流切換体の回転角を零とし前記ポンプからの噴流
を前記貫通開口部を介して船尾向きに流出させ、大旋回
時には左舷または右舷の一方の前記噴流切換体のみ直角
に回転させ前記ポンプからの噴流を前記開口部、前記貫
通開口部、および前記接続管を介して船首向き水平方向
に流出させ、他方の噴流切換体の回転角を零とし前記ポ
ンプからの噴流を前記貫通開口部を介して船尾向きに流
出させ、逆進時には左舷および右舷の前記噴流切換体を
直角に回転させ前記ポンプからの噴流を前記開口部、前
記貫通開口部、および前記接続管を介して船首向き水平
方向に流出させる。即ち、噴流切換体の回転角度を変え
るだけで、上下方向のスラスト力が作用することもな
く、すべての操縦を可能にする。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を説明する。第１図は本発明
の水噴射推進操舵装置を船体１に搭載し船体１が直進し
ている場合を示すもので、第１図（Ａ）はその平面図、
第１図（Ｂ）はその側面図である。

本発明の水噴射推進操舵装置は、船体１の船尾の左舷
側および右舷側に設けられ、船体１と平行でかつ船尾向
きの噴流を発生させる一対のポンプ２と、この一対のポ
ンプ２の出口部にそれぞれ接続され、ポンプ２で発生し
た噴流を流入させ、この噴流の流出方向を水平面内で切
換える噴流切換装置８と、この噴流切換装置８に一端が
それぞれ接続され、他端が船体１側方外側まで伸ばされ
て船体１の船首向き水平方向に開口し、噴流切換装置８
から流入される噴流を流出する接続管９とから構成され
る。

第２図は噴流切換装置８の詳細図であり、ポンプ２か
らの噴流７が直進して流出される場合を示している。噴
流切換装置８には噴流切換体10が内蔵され、この噴流切
換体10には貫通開口部10aおよび開口部10bが設けられて
いる。即ち、噴流切換体10はポンプ２からの噴流７の流
出方向を切換えて変化させるもので、第３図に示すよう
に噴流切換体10の上部に設けられた回転機構11にて、噴
流切換体10を回転させることにより、出口噴流５の流出
方向を変化させる。

第３図は第２図に示した噴流切換装置の側面断面図で
ある。第２図および第３図では回転機構11の回転角が零
の場合を示しており、この場合にはポンプ３からの噴流
７が貫通開口部10aを通過して、そのまま出口噴流５と
なる。また、開口部10bは貫通開口部10aと直角方向の一
方に設けられ、この状態では接続管９と接続された状態
となっている。

次に、第４図および第５図は、船体１を左に小旋回さ
せた場合について示している。第４図（Ａ）に示すよう
に船体１を左に小旋回させる場合には、左舷の噴流切換
装置８の噴流切換体10を小角度回転させ、右舷の噴流切
換装置８はそのままにしておく。第５図はこの場合の左
舷の噴流切換装置８における噴流７の流出状態を示すも
のであり、噴流切換体10を小回転させるとき、噴流７が
噴流切換装置８の固定シール部に阻害されない範囲にお
いて左小回転モーメントを自由に制御できる。この場
合、右舷側の噴流７は直進のままであるから、船体１は
高速のまま小旋回可能となる。

また、船体１を左に急旋回させる場合について、第６
図および第７図に示す。噴流切換装置８の噴流切換体10
の回転角を直角（90゜）にすると、開口部10bがポンプ
２の出口の位置となり、貫通開口部10aの一方は噴流切
換装置８の本体側壁に向き、他方は接続管９の入口に位
置することになるので、噴流７は接続管９の先端部に
は、船体１側方外側に位置して船首側に向けられたノズ
ルが形成され、接続管９の出口噴流５が船体１側方外側
から船首側に向かって噴出されるようにしている。

すなわち、噴流切換体をほぼ直角まで回転させると、
噴流７は船体１側方外側まで伸ばされて船首側に向けら
れた接続管９出口より噴出するので非常に大きな旋回モ
ーメントを得ることができる。一方、右舷側の噴射は直
進のままであるから、高速のまま急旋回可能となる。接
続管９の出口より噴流方向を水平にするので、船体１に
は上下方向のスラスト力は作用しない。従って、船体１
を高速で安定に急旋回させることができる。また、接続
管９の出口に噴流方向を上下させる機構を設けると、積
極的に上下方向のスラスト力を利用でき、船体１をより
安定した姿勢で旋回させることが可能となる。

第８図は船体１を逆進させた場合を示している。この
場合は、左舷および右舷ともに同時に接続管９の出口よ
り噴流５を噴射させることにより、船体１の逆推進力を
得る。

船体１の旋回モーメントおよび逆推進力のどちらを大
きくするかは、接続管９の出口の方向および位置により
自由に設定可能である。

以上のように、船体１の操舵および逆進は、一つの軸
の回りに回転可能に支承された回転機構11で行われ、こ
れにより噴流切換装置８の噴流切換体10が回転して出口
噴流５の方向が制御される。船体１の直進航走時は第２
図に示すように、噴流７は噴流切換体10の貫通開口部10
aを当該内壁に接触せずに貫通する。

噴流切換体10は１つの軸の回りの回転のみで制御でき
るため、その制御も回転機構11の角度の制御のみであ
る。従ってサーボ機構も一つとなり、制御系統も単純と
なる。このように、単純化できるため、重量を低減でき
るので、高速艇用の推進器として最適である。即ち、高
速艇では造波抵抗を低減させるため、吃水を下げること
が不可欠であり、そのためには船を軽くすることは非常
に重要であるからである。

また、噴流切換体10は密閉されているため、噴流切換
体10の角度を変えても噴流時の空気抵抗には何も影響せ
ず、また航走中に噴流切換体10を回転させても当該噴流
切換体10が海面に接触する可能性も全くない。

また、船体１の旋回時及び逆進時に、噴流７は全く密
閉された噴流切換装置８及び接続管９を通って噴射され
るため、ポンプ２より吐出される水をすべて利用できる
利点である。また接続管９及び接続管９の出口方向を自
由に決められるため、水噴射推進操舵装置が船体形状に
全く影響を与えることなく、船体１は艇としての最適形
状に設計できる利点がある。

また、逆進時に噴流７が船尾に衝突することを全く考
慮しなくて良いので、船尾の下部を斜めに切り落す必要
もないし、噴出出口を船体１より離して出口噴流５が船
体１に当たることを避ける必要もない。

また、前述のように接続管９の出口を任意に配置でき
るから、水平方向にもできる。即ち、噴流７を接続管９
の出口より噴出させた場合でも、上下方向のスラストへ
の影響は全く無くすることが可能である。また、接続管
９の出口に噴流７の方向を変える機構を配設することに
より、上下方向のスラスト力を作用させ、積極的に利用
することも可能である。これにより急旋回中に、左また
は右船尾を上下させ、船体１をより安定にさせることが
可能となる。

また、噴流切換体10を小回転させたときに船体１は小
旋回し、同じ方向に噴流切換体を大回転させたときに船
体１は同方向に急旋回するので、船体１の操縦性は向上
する。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、水噴射推進操舵
装置の機構が簡素化できるだけでなく、制御システムも
簡素化でき、機器の信頼性の向上が計れると共に、高速
艇では非常に重要である装置の重量低減化をも図ること
ができる。

また、大旋回（急旋回）時や逆進（後進）時に、船首
向きの噴流を船体側方外側まだ伸ばされた接続管の噴流
出口から噴出させることにより、この噴流は船体の下方
を通らないので、船尾の形状が限定されることがなくな
り、また水平方向に噴出して上下方向のスラスト力が発
生しないようにできると共に、急旋回時には非常に大き
な旋回モーメントが得られるようになる。

さらに、接続管出口のノズルの方向を上方向下方向に
可変にすることにより、左右の船尾を上下に位置制御で
き、急旋回時に船体の安定性を一層増加させることが可
能である。

また、本発明の噴流切換装置８は密閉構造となってお
り、すべての操作時に水漏れがなく、噴流をすべて運転
に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水噴射推進操舵装置を搭載した船舶の
説明図、第２図は本発明の噴流切換装置の横断面図、第
３図は本発明の噴流切換装置の縦断面図、第４図は船体
を左に旋回させた場合の説明図、第５図は船体を左に旋
回させた場合の噴流切換装置の噴流の状態を示す説明
図、第６図は船体を左急旋回させた場合の説明図、第７
図は船体を左急旋回させた場合の噴流切換装置の噴流の
状態を示す説明図、第８図は船体を逆進させた場合の説
明図、第９図は従来の噴流切換装置を搭載した船舶の説
明図、第10図は従来の噴流切換装置の平面図、第11図は
従来の噴流切換装置での噴流の切換えを示す説明図であ
る。 １……船体、２……ポンプ、３……操舵管、４……逆進
カバー、５……出口噴流、６……海面、７……噴流、８
……噴流切換装置、９……接続管、10……噴流切換体、
10a……貫通開口部、10b……開口部、11……回転機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B63H 11/107

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船体の船尾の左舷側および右舷側に設けら
   れ、船体と平行でかつ船尾向きの噴流を発生させる一対
   のポンプと、この一対のポンプの出口部にそれぞれ接続
   され、前記ポンプで発生した噴流を流入させ、この噴流
   の流出方向を水平面内で切換える噴流切換装置と、この
   噴流切換装置に一端がそれぞれ接続され、他端が船体側
   方外側まで伸ばされて船体の船首向き水平方向に開口し
   前記噴流切換装置から流入される噴流を流出する接続管
   とを備え、前記噴流切換装置は回転機構により回転する
   噴流切換体を内蔵し、この噴流切換体にはその内部を水
   平に貫通する貫通開口部と、この貫通開口部に対しほぼ
   直角にかつ水平に連通する開口部とを穿設し、前記噴流
   切換体の回転角に応じて前記ポンプからの噴流の流出方
   向を船尾向きから船尾外側向きに前記貫通開口部を介し
   て変化させ、前記噴流切換体の回転角が零のときは前記
   ポンプからの噴流を前記貫通開口部を介して船尾向きに
   流出させ、前記噴流切換体の回転角が直角のときは前記
   ポンプからの噴流を前記開口部、前記貫通開口部、およ
   び前記接続管を介して船首向き水平方向に流出させるこ
   とを特徴とする水噴射推進操舵装置。
2. 【請求項２】船体の船尾の左舷側および右舷側に設けら
   れ、船体と平行でかつ船尾向きの噴流を発生させる一対
   のポンプと、この一対のポンプの出口部にそれぞれ接続
   され、前記ポンプで発生した噴流を流入させ、この噴流
   の流出方向を水平面内で切換える噴流切換装置と、この
   噴流切換装置に一端がそれぞれ接続され、他端が船体側
   方外側まで伸ばされて船体の船首向き水平方向に開口し
   前記噴流切換装置から流入される噴流を流出する接続管
   とを備え、前記噴流切換装置は回転機構により回転する
   噴流切換体を内蔵し、この噴流切換体にはその内部を水
   平に貫通する貫通開口部と、この貫通開口部に対しほぼ
   直角にかつ水平に連通する開口部とを穿設し、直進航走
   時には左舷および右舷の前記噴流切換体の回転角を零と
   し前記ポンプからの噴流を前記貫通開口部を介して船尾
   向きに流出させ、小旋回時には左舷または右舷の一方の
   前記噴流切換体のみ小回転させ前記ポンプからの噴流を
   前記貫通開口部を介して船尾外側向きに流出させ、他方
   の噴流切換体の回転角を零とし前記ポンプからの噴流を
   前記貫通開口部を介して船尾向きに流出させ、大旋回時
   には左舷または右舷の一方の前記噴流切換体のみ直角に
   回転させ前記ポンプからの噴流を前記開口部、前記貫通
   開口部、および前記接続管を介して船首向き水平方向に
   流出させ、他方の噴流切換体の回転角を零とし前記ポン
   プからの噴流を前記貫通開口部を介して船尾向きに流出
   させ、逆進時には左舷および右舷の前記噴流切換体を直
   角に回転させ前記ポンプからの噴流を前記開口部、前記
   貫通開口部、および前記接続管を介して船首向き水平方
   向に流出させることを特徴とする水噴射推進操舵方法。