JPH08295291A - ウオータジェット推進機の後進装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操舵筒の軽量化とフラップとバケットが充分
な強度・剛性をとりやすい構造を実現したウオータージ
ェット推進機の後進装置を提供する。 【構成】 ウオータジェット推進機の噴出ノズル２の後
方に水平面内に左右揺動自在な操舵筒３を装着するとと
もに、倒伏状態でこの操舵筒３の後部開口３Ａを開口
し、起立状態では操舵筒３の底部に設けたバケット１１
と連なって後進流路を形成するフラップ１３を備えたウ
オータジェット推進機において、駆動装置６を備えた略
Ｌ字形のレバー７を操舵筒側壁３ａの後端部に軸支され
た作動軸８の一端に固着し、その他端にフラップ１３の
作動アーム１３ｄを固着する。バケット１１を装着した
回動軸１２を操舵筒側壁３ａの後端底部に軸支し、この
回動軸１２の端部にバケットレバー１０を固着すると共
に、このバケットレバー１０と作動アーム１３ｄとの間
にリンク９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願に係る発明は、フラップ
とバケットとが連なって後進流路を形成する形式のウオ
ータジェット推進機の後進装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、海上輸送の高速化のニーズに対応
して、船尾に配備したウオータジェット推進機のポンプ
で昇圧したジェット流を噴出ノズルから３０〜５０ｍ／
ｓの流速で噴出して、その反力を推進力として航走する
形式のウオータジェット推進船が脚光を浴びている。か
かるウオータジェット推進船においては高速化を実現す
るためウオータジェット推進装置の小型・軽量化を強く
要求され、また、フラップやバケットについての強度的
な信頼性も要求されている。

【０００３】この種ウオータジェット推進機の後進装置
としては、例えば図６に示す特公平３−２９６３８号公
報（以下「従来例」という）に記載のものがある。

【０００４】この従来例では、噴出ノズル４１の先端に
水平方向に揺動自在に枢支された操舵筒４２にフラップ
（外側フラップ）４３とバケット（内側フラップ）４４
とがピボット軸４５を介して連動して後進状態を形成す
る後進装置が記載されている。即ち、操舵筒４２の両壁
の側に設けられた２本の操作レバー４６に各々駆動シリ
ンダ４７が装着され、該駆動シリンダ４７を伸長させる
と、該操作レバー４６が回動軸４８の回りに反時計方向
に回動し、それに伴ってフラップ４３は底部から起き上
がり、同時にピボット軸４５を介してバケット４４はリ
ンクアーム４９に支持（ベアリング４９ａがその支点と
なる）されながら下方時計方向に回動して操舵筒４２の
底部開口５０を開放してフラップ４３とバケット４４と
でくの字形の後進流路を形成するようになっている。ま
た、駆動シリンダ４７を短縮すれば操作レバー４６は時
計方向に回動してフラップ４３も同方向に回動し同時に
バケット４４は反時計方向に回動してフラップ４３とバ
ケット４４とが操舵筒４２の底部で重なりあって操舵筒
４２の後部開口５１を開放して前進状態を形成するよう
になっている。フラップ４３とバケット４４には補強リ
ブ４３ａ、４４ａが設けられて必要な強度・剛性を確保
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 操舵筒の強度または軽量化に関する課題 図５に示すように、船を回頭（旋回）する場合には、操
舵筒を水平面内に揺動（最大±３０°）するが、この時
噴出ノズルから吐出されるジェット流は操舵筒の側壁に
当たって転向され、操舵筒の後半部分をガイドとしてジ
ェット流は斜め後方に吐出され、旋回モーメントを得
る。

【０００６】しかし、この場合操舵筒の圧力分布は前半
部分に大きく、後半部分は小さくなる。つまり、前半部
分に大きな荷重が作用するので、特にこの部分は充分な
強度と剛性を有していなければならず、しかも上記従来
例の場合にはベアリング４９ａの位置でバケットにかか
る荷重（フラップにかかる荷重より大きいと言われてい
る）を支える必要があるため、ますますこの位置の強度
・剛性を高くしておく必要がある。そのため従来例では
特にベアリング付近の操舵筒側壁を、応力集中回避のた
めに充分補強したり、操舵筒の板厚を大きくしたりする
必要から、操舵筒の重量増加につながるという問題があ
る。

【０００７】 フラップとバケットの強度・剛性に関
する課題 フラップやバケットにはジェット流を転向させるために
大きな荷重が働く。特にバケットにかかる荷重はフラッ
プより大きくなることが判明している。従って、操舵筒
に限らずフラップやバケット自身も充分な強度と剛性が
必要とされる。

【０００８】しかし、上記従来例では、前進状態の時に
操舵筒後部を開口する時、フラップとバケットが操舵筒
底部でお互いに重なり合う構成をとっていることから、
フラップやバケットを二重板（箱状）構造にして充分な
強度と剛性を持たせることができないという問題があ
る。従って、従来例ではフラップやバケットには補強リ
ブのみを設けることで対処しているが、実際のところ船
の高速化に伴いますます大きな荷重が作用することにな
ると補強リブ構造では充分な強度・剛性を持たせること
が困難である。

【０００９】そこで、この出願に係る発明では、かかる
従来技術の課題に鑑み、操舵筒の軽量化とフラップとバ
ケットが充分な強度・剛性をとりやすい構造にできるウ
オータージェット推進機の後進装置を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の手段は、ウオータジェット推進機の噴出
ノズルの後方に水平面内に左右揺動自在な操舵筒を装着
するとともに、倒伏状態でこの操舵筒の後部開口を開口
し、起立状態では操舵筒底部に設けたバケットと連なっ
て後進流路を形成するフラップを備えたウオータジェッ
ト推進機において、駆動装置を備えた略Ｌ字形のレバー
を前記操舵筒の側壁の後端部に軸支された作動軸の一端
に固着し、その他端に前記フラップの作動アームを固着
する一方、前記バケットを装着した回動軸を該操舵筒側
壁の後端底部に軸支し、この回動軸の端部にバケットレ
バーを固着すると共に、このバケットレバーと前記作動
アームとの間にリンクを設けたウオータジェット推進機
の後進装置である。

【００１１】請求項２の手段は、請求項１の構成におい
てフラップおよびバケットをそれぞれ外板と内板とから
成る二重板構造に形成したウオータージェット推進機の
後進装置である。

【００１２】請求項３の手段は、請求項１又は２の構成
においてフラップの両端部に設けた補強リブを背ひれ状
に延設して作動アームを形成したウオータージェット推
進機の後進装置である。

【００１３】請求項４の手段は、請求項１〜３いずれか
の構成においてリンクを左右一対の部材または両端部の
みを二股状に形成してレバーの一端およびバケットレバ
ーの一端を挟持し、これらの挟持部をピボット連結した
ウオータージェット推進機の後進装置である。

【００１４】請求項５の手段は、請求項１〜４いずれか
の構成においてジェット流の吐出方向における操舵筒の
前半部分は上壁と両側壁とから形成し、後半部分は両側
壁のみを後方に略山形に延ばして延設部を形成し、この
山形延設部のほぼ頂部にフラップの作動軸を軸支したウ
オータジェット推進機の後進装置である。

【００１５】請求項６の手段は、請求項５の構成におい
て操舵筒側壁の延設部の後端底部を略水平位置より下方
に突出させ、その突出部にバケットの回動軸を軸支した
ウオータジェット推進機の後進装置である。

【００１６】

【作用】請求項１〜６の手段では、操舵筒の水平揺動時
にジェット流から受ける荷重の小さい操舵筒後端部にフ
ラップの作動軸やバケットの回動軸が配置されているの
で、荷重の大きい前半部の操舵筒側壁の形状変化はな
く、応力集中のおそれもない。従って操舵筒は最低限の
強度・剛性を確保しておけばよく、これは結果的に操舵
筒の軽量化につながる。

【００１７】特に、請求項２の手段では、上記請求項１
の構成から前進状態の形成時にフラップとバケットとが
重なり合うことはなく、従ってフラップとバケットを二
重板（箱）構造にして充分な強度と剛性を確保できる。

【００１８】請求項３の手段では、フラップの両端部に
設けた補強リブの背ひれ状延設部がそのまま作動アーム
となる（つまり、補強リブと作動アームが一体形成され
る）ので、構造的に簡素化され、組立ても簡単になる。

【００１９】また、請求項４の手段では、ピボット連結
部のピンに曲げ作用を受けることなく、剪断で対抗する
ことになるので強度的に遙かに有利となる。

【００２０】請求項５の手段では、操舵筒の水平揺動時
にジェット流から受ける荷重の小さい操舵筒後半部分は
上壁を省略し、また、一部の側壁部分はカットしてある
ので操舵筒の重量が極力軽量化される。

【００２１】特に、請求項６の手段では、操舵筒の重量
アップを最小限に抑えつつ、フラップとバケットとの所
定の位置関係を確保し、倒伏状態のフラップの上面がジ
ェット流に当たらないようにすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、この出願に係る発明の実施例を図面を
参照しながら説明する。図１はフラップとバケットとが
船の前進状態を形成する位置にある時の操舵筒付近の縦
断面図、図２は同じく後進状態を形成する位置にある時
の縦断面図、図３は図１における正面図で、縦中心線か
ら左半分の図は断面図、右半分は外形図である。

【００２３】図１、図２および図３に示すように、船尾
部に設けられたウオータジェット推進機を構成するポン
プ１の後端部には円形の噴出ノズル２が設けられ、これ
に矩形の操舵筒３が水平面内に揺動自在になるよう連接
されている。即ち、噴出ノズル２から後方へ突出した支
持部材４に設けた上下の垂直ピン５によって操舵筒３の
前端部が噴出ノズル２側に枢着され、従って操舵筒３は
垂直ピン５回りに図示していない駆動シリンダによって
水平面内に揺動自在になっており、この動作によって、
噴出ノズル２から出るジェット流を所望方向に変向する
（図５参照）ことで船の回頭運動を生起するようになっ
ている。

【００２４】操舵筒３の上方に左右一対の油圧シリンダ
６が設けられており、駆動装置たる油圧シリンダ６の胴
部は操舵筒３側に枢着され、ロッド端６ａは略Ｌ字形に
形成されたレバー７の長辺先端部に枢着されている。こ
のレバー７は、操舵筒３の両側に配置してあり、レバー
７の屈折部７ａには操舵筒３の側壁３ａを貫通してきた
作動軸８の外端が固着されている。レバー７のＬ型の短
辺の先端にはレバー７を両側から挟み込むリンク９の一
端がピボット連結されている。リンク９の下端は、バケ
ットレバー１０の一端にピボット連結され、このバケッ
トレバー１０の他端はバケット１１から操舵筒側壁３ａ
を貫通して延びてきた回動軸１２に固着されている。な
お、上記リンク９は、ピボット連結のピンに曲げが作用
しないように左右一対の部材で形成する（図３の左半
図）か、或いは、リンクの端部を二股状に形成する（図
３の右半図）ことによって構成される。

【００２５】上記作動軸８は、操舵筒側壁３ａに設けた
軸受１６によって軸支され（図３）、作動軸８の内端は
操舵筒３の内部に位置し、フラップ１３側に固着されて
いる。即ち、このフラップ１３は側断面で細長い楔状に
形成され（図１）、強度・剛性を高めるため外板１３ａ
と内板１３ｂの二重板（箱）構造になっている。外板１
３ａと内板１３ｂとの間には補強リブ１３ｃが適当な間
隔で設けてあり、フラップ１３の両端部においては背ひ
れ状に切り立った作動アーム１３ｄがフラップ側面の補
強リブ１３ｃに一体に連接されている。つまり、フラッ
プ両端面の補強リブ１３ｃをそのまま延設して作動アー
ム１３ｄと一体連続体に構成したことで構造的に簡素化
され、組立ても簡単となる。作動アーム１３ｄは中間の
補強リブ１３ｃより板厚が大きくしてある。作動アーム
１３ｄの先端部に上記作動軸８の内端が固着されてお
り、油圧シリンダ６のロッドの伸縮動作によりレバー７
は作動軸８を回動させ、それによりフラップ１３は操舵
筒３の内面において図１の水平状態と図２の起立状態の
間を移動変化できるようになっている。

【００２６】上記回動軸１２は操舵筒側壁３ａに設けた
軸受１７（図３）によって軸支され、バケット１１の軸
筒１２ａの内部に嵌入してこれに固定され、回動軸１２
の回転によりバケット１１は水平状態（図１）から下方
に傾斜した状態（図２）まで移動変化するようになって
いる。

【００２７】バケット１１は外板１１ａと内板１１ｂと
で二重板構造になっており、外板１１ａと内板１１ｂと
の間には補強リブ１１ｃが設けてあり、強度・剛性を確
保している。なお、内板ｌ１ｂの表面には必要に応じて
ジェット流の後進流れの案内をするためのガイド１１ｄ
が立設される。このガイド１１ｄもバケット１１の補強
として働く。バケット１１は操舵筒３の底部開口を開閉
する。つまり、図２の後進状態では、バケット１１が時
計方向に回動して傾斜した起立状態のフラップ１３と連
なってジェット流を前方へ転向させるための後進流路を
形成するようになっている。円管１４は、操舵筒底部の
前端部においてバケット１１との間に流路を形成するた
めのものであり、操舵筒側壁３ａ間に架設されている。
この円管１４に上下一対の支持材１５が装着されこれが
垂直ピン５に軸着されている。一方、円管１４は船の回
頭のため操舵筒３を水平に揺動した際（図５）、ジェッ
ト流が操舵筒側壁３ａに当たり、横方向に歪もうとする
がそれを押さえる剛性部材の役割も果たす。操舵筒後部
では回動軸１２が同様な役割をなしている（図４）。

【００２８】図１、図２に示すように、操舵筒３の後端
に上壁３ｂを超えて後方に延びる側壁延設部３ｃを有す
る。この延設部３ｃの形状は、その側壁３ａの略中央部
が山形に突出した頂部３ｄを有して、この頂部３ｄに上
記作動軸８が軸支されている。また、操舵筒側壁３ａの
底端部は少し下方に突出した突出部３ｅを有しており、
この突出部３ｅにバケットの回動軸１２が軸受１７によ
り軸支されている。このような突出部３ｅにバケット１
１の回動軸１２の位置せしめることによって図１のよう
にフラップ１３が水平位置にきた時にフラップ１３とバ
ケット１１が干渉しないようにでき、両者の干渉（重な
り合う構成）を避けうることから、フラップ１３とバケ
ット１１を二重板（箱）構造にすることができるもので
ある。

【００２９】上述のように作動軸８、回動軸１２ともに
操舵筒３の後端部に位置させている主な理由は次の通り
である。即ち、図５のように操舵筒３を船の回頭のため
に水平面内に揺動させた時、ジェット流が操舵筒側壁３
ａの前半部分に当たってここは大きな力を受けるが、操
舵筒側壁３ａの後半部分はジェット流のガイドの役目を
するだけで大きな力は作用しない。従って、側壁３ａの
後半部分に作動軸８や回動軸１２の軸受１６、１７を設
けるようにすれば、操舵筒前半部における形状変化はな
く応力集中の発生のおそれがないので、操舵筒側壁３ａ
を不必要に補強をしたり又は側壁３ａの板厚をあげて強
度・剛性を高める必要がなく、その分操舵筒３の軽量化
を図ることができるからである。（仮に、上述した従来
例のようにこの前半部分に作動軸８や回動軸１２の軸受
を設けた場合には、その形状変化に伴う応力集中を招き
やすくなり、それを回避するための充分な補強又は側壁
の板厚アップによって操舵筒の重量増加を招くこととな
る。） 操舵筒３は極力軽量化を達成すべく考慮した構成を有す
る。即ち、図４に示すように、通常の矩形状のものであ
れば、仮想延長線の位置まで矩形が延びているが、本願
では上壁３ｂを途中まで、即ち、操舵筒３が水平揺動し
た時にジェット流が側壁３ａに当たって大きな力を受け
る前半部の範囲には強度的な観点から上壁３ｂを設ける
が、それより後半部はジェット流のガイドの役目だけで
大きな力がかからないので上壁３ｂはカットされた恰好
になっている。また、側壁３ａの延設部３ｃについても
通常のものよりカットされた形になっている。以上より
操舵筒３の軽量化が極力図られている。

【００３０】ここで、前進又は後進状態を形成する時の
フラップ１３とバケット１１との連動動作について説明
する。図１に示す前進状態では、油圧シリンダ６のロッ
ドは短縮され、レバー７は手前に引かれている。作動軸
８を介してレバー７の動きに一体的に動くフラップ１３
は略水平位置にある。そして、フラップ１３とバケット
１１を連結するリンク９とバケットレバー１０とはくの
字形に大きく屈折し、バケット１１も略水平に位置せし
める。この時、操舵筒３の後部開口３Ａを全開し、噴出
ノズル２から吐出したジェット流は真っ直ぐ後方に噴射
され、前進推力を得る。フラップ１３の外板１３ａは、
噴出ノズル２の口径の延長線より下方に位置するように
設定されているので、ジェット流の噴出を妨げることは
ない。この状態で、操舵筒３を水平面内に所定角度揺動
すれば、ジェット流は操舵筒３の側壁３ａに当たって水
平面内においてその吐出方向が変向させられ、これによ
って船の回頭モーメントを得て船を回頭させることがで
きる。上記の前進状態で、フラップ１３、バケット１１
が共に略水平に位置するが、両者は重なり合うことはな
く、従ってフラップ、バケットを二重板（箱）構造にし
ても支障を来さない。この構造は、補強リブのみによる
場合に比して、フラップやバケットの強度・剛性を確保
しやすいので、かえって重量アップを抑えることができ
る。

【００３１】上記前進状態から後進状態に移行する場
合、油圧シリンダ６のロッドを伸長すると、レバー７は
後方に倒され、これに伴い作動アーム１３ｄは略水平に
なり、フラップ１３は図１の水平状態から図２のような
傾斜した起立状態の位置まで移動して操舵筒後部開口３
Ａを閉鎖する。そして、リンク９がバケットレバー１０
を時計方向に回動軸１２を支点に回動し、それに伴いバ
ケット１１は時計方向に傾斜位置まで回動軸１２を支点
として下降し、操舵筒３の底部開口３Ｂを開き、フラッ
プ１３とバケット１１により湾曲した後進流路を形成す
る。

【００３２】

【発明の効果】請求項１〜６では、操舵筒の水平揺動時
にジェット流から受ける荷重の小さい操舵筒後端部にフ
ラップの作動軸やバケットの回動軸が配置されているの
で、荷重の大きい前半部の操舵筒側壁の形状変化はな
く、応力集中のおそれもない。従って操舵筒に最低限の
強度・剛性を確保しておけばよいので結果的に操舵筒の
軽量化につながり、これが駆動装置の容量軽減即ちその
軽量化にもつながり、装置全体としても軽量化されてひ
いては船の推進性能の向上に寄与する。

【００３３】特に、請求項２では、請求項１の構成から
前進状態の形成時にフラップとバケットとが重なり合う
ことはなく、従ってフラップとバケットを強度・剛性が
確保しやすい二重板（箱）構造にしてフラップやバケッ
トの重量アップを極力抑えることが可能となると同時
に、装置全体の信頼性向上にもつなぎ得る。

【００３４】請求項３では、フラップの両端部に設けた
補強リブの背ひれ状延設部がそのまま作動アームとなる
ので、構造的に簡素化され、組立ても簡単になる。

【００３５】また、請求項４では、ピボット連結部のピ
ンに曲げ作用を受けることなく、剪断で対抗することに
なるので強度的に遙かに有利となり、装置の信頼性向上
に寄与する。

【００３６】請求項５では、操舵筒の水平揺動時にジェ
ット流から受ける荷重の小さい操舵筒後半部分は上壁を
省略し、また、一部の側壁部分はカットしてあるので操
舵筒の重量が極力軽量化される。

【００３７】特に、請求項６では、操舵筒側壁の延設部
の後端底部を略水平位置より下方に突出させ、その突出
部にバケットの回動軸を軸支したことで、操舵筒の重量
アップを最小限に抑えつつ、フラップとバケットとの所
定の位置関係を確保し、同時に倒伏状態のフラップの上
面がジェット流に当たらないようにして推進性能に支障
を来さないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 フラップとバケットとが船の前進状態を形成
する位置にある時の操舵筒付近の縦断面図である。

【図２】 図２は同じく後進状態を形成する位置にある
時の縦断面図である。

【図３】 図３は図１における正面図で、縦中心線から
左半分の図は断面図、右半分は外形図である。

【図４】 操舵筒の模写的な斜視図である。

【図５】 操舵筒の水平揺動時の模写的な平面図であ
る。

【図６】 従来例に係るウオータージェット推進機の後
進装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１…ポンプ ２…噴出ノズル ３…操舵筒 ３ａ…操舵筒側壁 ３ｂ…操舵筒上壁 ３ｃ…（側壁）延設部 ３ｄ…頂部 ３ｅ…突出部 ３Ａ…操舵筒後部開口 ３Ｂ…操舵筒底部開口 ６…駆動装置（油圧シリンダ） ７…レバー ８…作動軸 ９…リンク １０…バケットレバー １１…バケット １１ａ…外板 １１ｂ…内板 １１ｃ…補強リブ １２…回動軸 １３…フラップ １３ａ…外板 １３ｂ…内板 １３ｃ…補強リブ １３ｄ…作動アーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウオータジェット推進機の噴出ノズルの
   後方に水平面内に左右揺動自在な操舵筒を装着するとと
   もに、倒伏状態でこの操舵筒の後部開口を開口し、起立
   状態では操舵筒底部に設けたバケットと連なって後進流
   路を形成するフラップを備えたウオータジェット推進機
   において、 駆動装置を備えた略Ｌ字形のレバーを前記操舵筒の側壁
   の後端部に軸支された作動軸の一端に固着し、その他端
   に前記フラップの作動アームを固着する一方、前記バケ
   ットを装着した回動軸を該操舵筒側壁の後端底部に軸支
   し、この回動軸の端部にバケットレバーを固着すると共
   に、このバケットレバーと前記作動アームとの間にリン
   クを設けたことを特徴とするウオータジェット推進機の
   後進装置。
2. 【請求項２】 フラップおよびバケットをそれぞれ外板
   と内板とから成る二重板構造に形成したことを特徴とす
   る請求項１記載のウオータージェット推進機の後進装
   置。
3. 【請求項３】 フラップの両端部に設けた補強リブを背
   ひれ状に延設して作動アームを形成したことを特徴とす
   る請求項１又は２記載のウオータージェット推進機の後
   進装置。
4. 【請求項４】 リンクを左右一対の部材または両端部の
   みを二股状に形成してレバーの一端およびバケットレバ
   ーの一端を挟持し、これらの挟持部をピボット連結した
   ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のウ
   オータージェット推進機の後進装置。
5. 【請求項５】 ジェット流の吐出方向における操舵筒の
   前半部分は上壁と両側壁とから形成し、後半部分は両側
   壁のみを後方に略山形に延ばして延設部を形成し、この
   山形延設部のほぼ頂部にフラップの作動軸を軸支したこ
   とを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のウオ
   ータジェット推進機の後進装置。
6. 【請求項６】 操舵筒側壁の延設部の後端底部を略水平
   位置より下方に突出させ、その突出部にバケットの回動
   軸を軸支したことを特徴とする請求項５記載のウオータ
   ジェット推進機の後進装置。