JP3953398B2 - ウォータジェット推進機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶に用いられるウォータージェット推進機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のウォータージェット推進機として図６に示すようなものが知られている（特許文献１参照）。
このウォータジェット推進機は船体後部に装着されるものであり、流路を形成するステータ（ダクト）１と、このステータ１の内部に回転自在に配置されたインペラ２と、ステータ１内の軸受け部１ａに自転自在に支持されインペラ２の後部に連結されたインペラシャフト３と、このインペラシャフト３の外周に設けられたカラー４と、このカラー４とステータ１の軸受け部１ａとの間に設けられた防水シール５とを備えている。
インペラ２の前部にはドライブシャフト６が連結されており、このドライブシャフト６が図示しないエンジンで駆動されることでインペラ２が回転駆動され、水流が後方（図において右方）へ噴出されることで船体が推進される。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第２５４８２１０号公報（０００３段落、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のジェット推進機では、カラー４の先端４ａは、インペラ２の後端２ａに当接しているだけであるので、カラー４の先端４ａとインペラ２の後端２ａとの隙間から水が侵入し、これがインペラシャフト３の表面に接触してインペラシャフト３の表面を腐食させるという課題があった。
この課題は、インペラシャフト３を腐食しにくい材料（例えばステンレス）で構成することで解決することはできるが、そうするとインペラシャフトが高価になってしまうという別の課題が生じていた。
【０００５】
この発明の目的は、以上のような課題を解決し、インペラシャフトへの水の接触を防止することのできるウォータジェット推進機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載のウォータジェット推進機は、流路を形成するステータと、このステータの内部に回転自在に配置されたインペラと、前記ステータ内に自転自在に支持され前記インペラに連結されたインペラシャフトと、このインペラシャフトの外周に設けられたカラーと、このカラーとステータとの間に設けられた防水シールとを備えたウォータジェット推進機において、
前記カラーを、前記インペラと一体に構成し，
前記インペラシャフトをインペラの後部に螺合により連結し、インペラの前部にドライブシャフトをスプライン結合により連結し、インペラ内の前記インペラシャフトの前端とドライブシャフトの後端との間において、ドライブシャフト後端に対する緩衝体を設けるとともに、この緩衝体の外周部を、前記インペラシャフト螺合時にインペラシャフト側からドライブシャフト側に向けて空気が逃げる形状としたことを特徴とする。
【０００７】
【作用効果】
請求項１記載のウォータジェット推進機は、流路を形成するステータと、このステータの内部に回転自在に配置されたインペラと、前記ステータ内に自転自在に支持され前記インペラに連結されたインペラシャフトと、このインペラシャフトの外周に設けられたカラーと、このカラーとステータとの間に設けられた防水シールとを備えたウォータジェット推進機において、前記カラーを、前記インペラと一体に構成してあるので、このウォータジェット推進機によれば、カラーとインペラとの間に隙間が形成されず、ここからインペラシャフトに向かって水が侵入しなくなる。
したがって、インペラシャフトの表面が腐食しなくなり（少なくとも著しく腐食しにくくなり）、結果として、必ずしもインペラシャフトを腐食しにくい材料で構成する必要がなくなる。
また、前記カラーを前記インペラと一体に構成してあるので、部品点数を削減することができるばかりでなく、インペラシャフトとインペラとの結合剛性を向上させることができる。
さらに，請求項１記載のウォータジェット推進機によれば、前記インペラシャフトをインペラの後部に螺合により連結し、インペラの前部にドライブシャフトをスプライン結合により連結してあるので、インペラシャフトとインペラとを一緒にした状態でこれをドライブシャフトから取り外すことが可能となる。
また、インペラ内の前記インペラシャフトの前端とドライブシャフトの後端との間において、ドライブシャフト後端に対する緩衝体を設けてあるので、ドライブシャフト後端に対してインペラを装着する際の衝撃が和らげられる。
ところでこのような構成とした場合において、仮に何らの方策も講じないとしたならば、インペラシャフトをインペラの後部に螺合させる際に、インペラシャフトと前記緩衝体との間にある空気（あるいはグリース）の逃げ場がなくなり、緩衝体が過度に変形してしまうという問題が生じる。
これに対し、この請求項１記載のウォータジェット推進機によれば、前記緩衝体の外周部を、前記インペラシャフト螺合時にインペラシャフト側からドライブシャフト側に向けて空気が逃げる形状としてあるので、緩衝体の過度の変形が防止されることとなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係るウォータジェット推進機の一実施の形態を用いた小型滑走艇の一例を示す一部切り欠き概略側面図、図２は同じく概略平面図である。
【０００９】
これらの図（主として図１）に示すように、この小型滑走艇１０は、鞍乗り型小型船舶であり、船体１１上のシート１２に乗員が座り、スロットルレバー付きの操舵ハンドル１３を握って操行可能である。
船体１１は、ハル１４とデッキ１５とを接合して内部に空間１６を形成した浮体構造となっている。空間１６内において、ハル１４上には、エンジン２０が搭載され、このエンジン２０で駆動される推進手段としてのウォータジェット推進機（以下ジェットポンプともいう）３０がハル１４の後部に設けられている。
【００１０】
ジェットポンプ３０は、船底に開口した取水口１７から船体後端に開口した噴流口３１ｃ２およびディフレクタ３８に至る流路１８内に配置されたインペラ３２を有しており、インペラ３２の駆動用のシャフト（ドライブシャフト）２２がエンジン２０の出力軸２１にカプラ２３を介して連結されている。したがって、エンジン２０によりカプラ２３およびシャフト２２を介してインペラ３２が回転駆動されると、取水口１７から取り入れられた水が噴流口３１ｃ２からディフレクタ３８を経て噴出され、これによって船体１１が推進される。エンジン２０の駆動回転数、すなわちジェットポンプ３０による推進力は、前記操作ハンドル１３のスロットルレバー１３ａ（図２参照）の回動操作によって操作される。ディフレクタ３８は、図示しない操作ワイヤーで操作ハンドル１３と連係されていて、ハンドル１３の操作で回動操作され、これによって船体１１の進路を変更することができる。
【００１１】
図３はジェットポンプ３０を示す断面図である。
この図に示すように、ジェットポンプ３０は、船体１１の底部に設けられた取水口１７（図１参照）に連通する流路１８を形成するステータ（ダクト）３１と、このステータ３１内に配置されたインペラ３２と、ステータ３１内に設けられたインペラの軸受け部３３と、この軸受け部３３の後端を塞ぐキャップ３４とを備えている。
ジェットポンプ３０は、ステータ３１の前部に形成されたフランジ部３１ｄをハル１４に図示しないボルトで固定することによりハル１４に対して着脱可能に装着されている。
【００１２】
ステータ３１は、インペラ収容部３１ａと、軸受け収容部３１ｂと、ノズル部３１ｃ（図１参照）とを有しており、インペラ収容部３１ａと軸受け収容部３１ｂとは一体に形成されている。軸受け収容部３１ｂ内に静翼３１ｂ１を介して前記軸受け部３３が一体的に形成されている。
【００１３】
インペラ３２は、そのボス部３２ａの前部が、ドライブシャフト２２の後端に形成されたスプライン２２ｂに係合しており、ドライブシャフト２２と一緒に回転する。このドライブシャフト２２は、その先端部が前述したように船体１１に搭載されたエンジン２０の出力軸２１にカプラ２３（図１）を介して連結されている。
一方、軸受け部３３には、インペラ３２のボス部３２ａの後部３２ｂを支持するインペラシャフト３５がボールベアリング３３ａ、３３ｂを介して回転可能（自転自在）に支持されている。インペラシャフト３５の先端には雄ネジ３５ａが形成されており、この雄ネジ３５ａがインペラ３２のボス部後部３２ｂに形成されている雌ネジと螺合していることによって、インペラ３２とインペラシャフト３５とが結合されている。
したがって、インペラ３２は、そのボス部３２ａの前部がドライブシャフト２２に結合され、ボス部の後部３２ｂがインペラシャフト３５に結合されていて、これらドライブシャフト２２およびインペラシャフト３５と一緒に回転する。
【００１４】
インペラシャフ３５の外周にはカラー４０が設けられているが、このカラー４０は、インペラ３２のボス部の後部３２ｂを後方に延設することにより、インペラ３２と一体に構成されている。カラー４０の外周面はインペラシャフト３５の外周面と密に接している。
カラー４０とステータの軸受け部３３との間には防水シール３７が設けられている。したがって、軸受け部３３とカラー４０との間から軸受け部３３内に水が侵入するということはない。
また、カラー４０は、防水シール４２を介してインペラ３２のボス部の後部３２ｂと一体に構成されている。したがって、カラー４０とインペラ３２のボス部の後部３２ｂと間には隙間がないから、ここからインペラシャフト３５の外周面に向かって水が侵入するということもない。
【００１５】
インペラのボス部３２ａ内には、インペラシャフト３５の前端３５ｂとドライブシャフト２２の後端２２ｃとの間において、ドライブシャフト後端２２ｃに対する緩衝体５０が設けられており、この緩衝体５０の外周部は、インペラシャフト３５をインペラのボス部３２ａに螺合させる際に、インペラシャフト３５側からドライブシャフト２２側に向けて空気が逃げる形状としてある。
具体的には、緩衝体５０はゴムで構成される。
図４は緩衝体５０を示す図で、（ａ）は船体後方から見た図、（ｂ）は図（ａ）の部分切断側面図である。
図３および図４に示すように、緩衝体５０は、インペラのボス部３２ａにおけるネジ穴３２ｃとの嵌合部５１と、インペラのボス部３２ａの内周面に密着する大径部５３とを有しており、前記嵌合部５１の外周面５２から大径部５３の中途部まで至る空気逃がし溝５４が形成されている。
このような空気逃がし溝５４が形成されていると、インペラシャフト３５をインペラのボス部３２ａに螺合させる際に、インペラシャフトの前端３５ｂと緩衝体５０との間にある空気（あるいはグリース）が、インペラシャフト３５の螺合に伴って上記空気逃がし溝５４に案内され、この空気逃がし溝５４の先端部５４ａから上記大径部５３を多少変形させてドライブシャフト２２側に向けて逃げることとなる。ドライブシャフト２２とインペラシャフ３５とはスプラインで係合されているので、上記空気（あるいはグリース）はスプラインに沿って逃げることができる。
なお、インペラシャフト３５をインペラのボス部３２ａに螺合させた後は、緩衝体５０は、その大径部５３がインペラのボス部３２ａの内周面に密着することから、ドライブシャフト２２側からインペラシャフ３５側に侵入しようとする水を遮断する役割も果たす。
【００１６】
図５は緩衝体の変形例を示す図で、（ａ）は船体後方から見た図、（ｂ）は側面図である。
この緩衝体５５は、インペラのボス部３２ａの内周面に密着する大径部５６をリング状の薄いシールリップ状に形成し、空気（あるいはグリース）がドライブシャフト２２側に向けて逃げ易いように構成したものである。このような構成によっても、インペラシャフト３５をインペラのボス部３２ａに螺合させる際に、インペラシャフトの前端３５ｂと緩衝体５０との間にある空気（あるいはグリース）が、インペラシャフト３５の螺合に伴って上記シールリップ部５６を多少変形させてドライブシャフト２２側に向けて逃げることとなる。また、インペラシャフト３５をインペラのボス部３２ａに螺合させた後は、シールリップ部５３がインペラのボス部３２ａの内周面に密着することから、ドライブシャフト２２側からインペラシャフ３５側に侵入しようとする水を遮断する役割も果たす。
【００１７】
図３に示すように、キャップ３４の前部には、前記軸受け部３３の後部への挿入部（筒状部）３４ｂが形成されているとともに、ネジ３６の挿入穴３４ｃが３つ（１つのみ図示）形成されている。筒状の挿入部３４ｂには、Ｏリング３４ｅの装着溝が形成されている。
したがって、キャップ３４は、挿入部３４ｂにＯリング３４ｅを装着してこの挿入部３４ｂを図３に示すように軸受け部３３の後部へ挿入（圧入）し、ネジ３６によって軸受け部３３の後部に装着される。
キャップが装着された状態では、軸受け部３３への水の侵入は上記Ｏリング３４ｅによって遮断される。
キャップ３４の軸受け部３３との当接面には、部分的な切り欠き３４ｄが形成されており、メンテナンス時には、上記ネジ３６を外し、この切り欠き３４ｄに工具（例えばドライバ）の先を差し込んでキャップ３４を容易に取り外すことができるようになっている。
【００１８】
以上のようなウォータジェット推進機によれば、次のような作用効果が得られる。
（ａ）流路１８を形成するステータ３１と、このステータ３１の内部に回転自在に配置されたインペラ３２と、ステータ３１内に自転自在に支持されインペラ３２に連結されたインペラシャフト３５と、このインペラシャフト３５の外周に設けられたカラー４０と、このカラー４０とステータ３１との間に設けられた防水シール３７とを備え、カラー４０を、インペラ３２と一体に構成してあるので、カラー４０とインペラ３２との間には隙間が形成されず、ここからインペラシャフト３５に向かって水が侵入しなくなる。
したがって、インペラシャフト３５の表面が腐食しなくなり（少なくとも著しく腐食しにくくなり）、結果として、必ずしもインペラシャフトを腐食しにくい材料（例えばステンレス）で構成する必要がなくなる。
すなわち、インペラシャフ３５を鉄等で構成できるので、インペラシャフ３５を安価することが可能になる。
また、カラー４０をインペラ３２と一体に構成してあるので、部品点数を削減することができるばかりでなく、カラー４０の外周面がインペラシャフト３５の外周面と密に接していることにより、インペラシャフト３５とインペラ３２との結合剛性を向上させることができる。
（ｂ）インペラシャフト３５をインペラ３２の後部に螺合により連結し、インペラ３２の前部にドライブシャフト２２をスプライン結合により連結してあるので、インペラシャフト３５とインペラ３２とを一緒にした状態でこれをドライブシャフトから取り外すことが可能となる。
この実施の形態では、ジェットポンプ３０を船体１１に固定しているボルトを外すことにより、ジェットポンプ３０ごと後方に取り外すことができる。
また、インペラ３２内のインペラシャフト３５の前端３５ｂとドライブシャフト２２の後端２２ｃとの間において、ドライブシャフト後端２２ｃに対する緩衝体５０（または５５、以下同じ）を設けてあるので、ドライブシャフト後端２２ｃに対してインペラ３２を装着する際の衝撃が和らげられる。
ところでこのような構成とした場合において、仮に何らの方策も講じないとしたならば、インペラシャフト３５をインペラ３２の後部に螺合させる際に、インペラシャフト３５と緩衝体５０との間にある空気（あるいはグリース）の逃げ場がなくなり、緩衝体５０が過度に変形してしまうという問題が生じる。
これに対し、この実施の形態のウォータジェット推進機によれば、緩衝体５０の外周部を、インペラシャフト螺合時にインペラシャフト３５側からドライブシャフト２２側に向けて空気が逃げる形状としてあるので、緩衝体５０の過度の変形が防止されることとなる。
【００１９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るウォータジェット推進機の一実施の形態を用いた小型滑走艇の一例を示す一部切り欠き概略側面図。
【図２】同じく概略平面図。
【図３】ジェットポンプ３０を示す断面図。
【図４】は緩衝体５０を示す図で、（ａ）は船体後方から見た図、（ｂ）は図（ａ）の部分切断側面図。
【図５】緩衝体の変形例を示す図で、（ａ）は船体後方から見た図、（ｂ）は側面図。
【図６】従来技術の説明図。
【符号の説明】
１８ 流路
２２ ドライブシャフト
２２ｂ スプライン
２２ｃ 後端
３０ ジェットポンプ（ウォータジェット推進機）
３１ ステータ
３２ インペラ
３２ａ 前部
３２ｂ 後部
３５ インペラシャフト
３５ｂ 前端
３７ 防水シール
４０ カラー
５０ 緩衝体

Claims (1)

1. 流路を形成するステータと、このステータの内部に回転自在に配置されたインペラと、前記ステータ内に自転自在に支持され前記インペラに連結されたインペラシャフトと、このインペラシャフトの外周に設けられたカラーと、このカラーとステータとの間に設けられた防水シールとを備えたウォータジェット推進機において、
   前記カラーを、前記インペラと一体に構成し，
   前記インペラシャフトをインペラの後部に螺合により連結し、インペラの前部にドライブシャフトをスプライン結合により連結し、インペラ内の前記インペラシャフトの前端とドライブシャフトの後端との間において、ドライブシャフト後端に対する緩衝体を設けるとともに、この緩衝体の外周部を、前記インペラシャフト螺合時にインペラシャフト側からドライブシャフト側に向けて空気が逃げる形状としたことを特徴とするウォータジェット推進機。

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