JP2010188843A - 水ジェット推進艇 - Google Patents

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Abstract

【課題】陸上レーシングの際に、エンジンの負担の増大および排気音による騒音の発生を確実に抑制することが可能な水ジェット推進艇を提供する。
【解決手段】この水ジェット推進艇1は、船体2と、船体2内に配置されたエンジン3と、エンジン3の駆動力により船体2を推進させる際に水を後方に噴射するように構成された噴射口を有するジェット推進機と、エンジン3の回転数を制御するECU28と、船体2が少なくとも所定の高さ位置まで水に浸かっていることを検出する水検知センサ部17とを備えている。ECU28は、水検知センサ部17からの信号に基づいて、船体2が水中にあるか否かを判定するとともに、船体2が水中にないと判断した場合に、エンジン3の最高回転数を4000rpm以下に制限するように構成されている。
【選択図】図1

Description

この発明は、水ジェット推進艇に関し、特に、エンジンの駆動力により船体を推進させる際に水を後方に噴射するように構成された噴射口を有するジェット推進機を備えた水ジェット推進艇に関する。
従来、エンジンの駆動力により船体を推進させる際に水を後方に噴射するように構成された噴射口を有するジェット推進機を備えた水ジェット推進艇が知られている。通常、水ジェット推進艇では、エンジンの排気音の増大を抑制するために排気ガスを水中に排気している。この場合、排気管が水中に開口を有するので、排気管を介して水がエンジン側に入り込んでしまう場合がある。そこで、水ジェット推進艇では、排気管の途中に箱状のウォーターロック部を設け、排気管の開口から入り込んだ水をウォーターロック部に溜めることにより、水がウォーターロック部よりもエンジン側に入ることを抑制している。このような水ジェット推進艇においては、使用後(航走後)に水ジェット推進艇を陸上に上げた場合、使用時にウォーターロック部に溜まった水がそのまま残ってしまい、その水がエンジンなどに悪影響を与えてしまう虞がある。このため、水ジェット推進艇では、使用後陸上に上げた後にエンジンを空吹かしする、いわゆる陸上レーシングを行うことによって、エンジンの排気圧によってウォーターロック部内に残った水を排出することが行われている。
ここで、陸上レーシング時においては、船体が水中にある場合と異なり水の抵抗がないために、使用時と比べてエンジンの回転数が容易に上昇してしまう。エンジンの回転数が上昇した場合には、エンジンに負担がかかってしまうとともに、排気音による騒音が発生してしまうという不都合がある。
そこで、上記のような不都合を解消するために、従来、船体が水中にないと判断した場合に、エンジンの回転数を所定の回転数以下に制限する制御部を備えた水ジェット推進艇が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
上記特許文献1では、船体の外側に取り付けられた圧力センサまたは船速センサを用いて船体が水中にあるか否かを判断している。圧力センサを用いる場合には、圧力センサの検出値が大気圧以下である状態が所定時間以上継続した場合に船体が陸上にあると判断している。船速センサを用いる場合には、船速センサの検出値が所定値以下の状態が所定時間以上継続した場合に船体が陸上にあると判断している。
特開2001−349225号公報
しかしながら、上記特許文献1では、圧力センサの検出値が大気圧以下である状態、または、船速センサの検出値が所定値以下の状態が所定時間以上継続した場合に船体が陸上にあると判断しているので、所定時間が経過するまでは、船体が陸上にあった場合であっても、船体が陸上にあると認識することができない。したがって、所定時間が経過するまではエンジンの回転数が制限されないので、陸上レーシングを行った場合にエンジンの回転数が容易に上昇してしまう。したがって、上記特許文献1では、陸上レーシングを行う際に回転数が上がり過ぎることに起因して、エンジンの負担が増大し、かつ、高回転のエンジンの排気音による騒音が発生してしまう可能性があるという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、陸上レーシングの際に、エンジンの負担の増大および排気音による騒音の発生を確実に抑制することが可能な水ジェット推進艇を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
この発明の一の局面による水ジェット推進艇は、船体と、船体内に配置されたエンジンと、エンジンの駆動力により船体を推進させる際に水を後方に噴射するように構成された噴射口を有するジェット推進機と、エンジンの回転数を制御する制御部と、船体が少なくとも所定の高さ位置まで水に浸かっていることを検出する水検知センサとを備え、制御部は、水検知センサからの信号に基づいて、船体が水中にあるか否かを判定するとともに、船体が水中にないと判断した場合に、エンジンの最高回転数を所定の第1回転数以下に制限するように構成されている。
この一の局面による水ジェット推進艇では、上記のように、船体が少なくとも所定の高さ位置まで水に浸かっていることを検出する水検知センサを設けることによって、船体が所定の高さ位置まで水に浸かっている(船体が水中にある)か否か(陸上にあるか)を船体の周りの水の存在を直接的に検出して判断することができる。船体が陸上にある場合には船体の周りに水がなくなるので、水検知センサが水を検知しない場合には船体が陸上にあると判断することができる。これにより、所定時間が経過しなくても水検知センサが水を検知しなくなった時点で船体が陸上にあると判断することができる。また、船体が水中にない(陸上にある)と判断した場合に、エンジンの最高回転数を所定の第1回転数以下に制限することによって、陸上レーシングを行う際に、確実に、エンジンの最高回転数を所定の第1回転数以下に制限することができる。これらによって、陸上レーシングを行う際に、エンジンの回転数が上がり過ぎることに起因する、エンジンの負担の増大および高回転時のエンジンの排気音による騒音の発生を防止することができる。
上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、水検知センサは、船体内に配置されており、水検知センサまで船体の外部から水を導入するための第1水導入経路をさらに備える。このように構成すれば、船体の周りに水がある場合に、第1水導入経路を介して船体内に水を導入することができるので、船体内に配置された水検知センサによって船体が水中にあるか否かを判断することができる。これにより、水検知センサを船体の外側に配置する場合と異なり、水検知センサに直接物が当たったりすることに起因して水検知センサが破損することを防止することができる。また、水ジェット推進艇では船体の外側にかかる水圧の変動幅が大きいが、水検知センサを船体内に配置することによって水検知センサにかかる水圧の変動による影響も小さくすることができるので、その分、水検知センサの耐久性および信頼性を向上させることができる。
上記水検知センサが船体内に配置された構成において、好ましくは、船体が水中にある状態から船体が水中にない状態に遷移した場合に、水検知センサまで導入された水は、第1導入経路を含む経路または第1導入経路とは異なる経路からなる第1排水経路を介して船体の外部に排出されるように構成されており、排出経路は、水検知センサよりも下方に配置されている。このように構成すれば、船体が陸上に上げられた場合に、船体が水中にある時に水検知センサまで導入された水を水検知センサよりも下方に配置された排出経路を介して速やかに排出することができる。これにより、船体が陸上にあることを確実に検出することができる。
この場合、好ましくは、排出経路には、水検知センサまで導入された水の排水速度を遅延させる排水遅延手段が設けられている。このように構成すれば、たとえば、水ジェット推進艇が波間を越える際などに排出経路の水出口が一時的に空中に露呈した場合にも、水検知センサまで導入された水が排出されることを抑制することができる。これにより、排出経路の水出口が一時的に空中に露呈した場合に、船体が陸上にあると誤判断されることを抑制することができるので、その誤判断に起因して、航走中にエンジンの最高回転数が第1回転数以下の回転数に制限されてしまうことを抑制することができる。
上記排水遅延手段を設けた構成において、好ましくは、水検知センサは、排出経路と接続されたハウジング内に設けられており、排水遅延手段は、ハウジングの径よりも小さい径を有する排出経路としての配管を含む。このように構成すれば、ハウジングの径よりも排出経路としての配管の径が小さいので、ハウジング内から水が排出されることを容易に遅延させることができる。
上記水検知センサまで導入された水が第1排水経路を介して排出される構成において、好ましくは、ジェット推進機によって加圧された水を、エンジンに冷却水として導入する第2水導入経路をさらに備え、第1水導入経路は、第2水導入経路から分岐している。このように構成すれば、船体内のエンジンに水を導入する第2水導入経路を利用して水検知センサにも水を導入することができるので、第1水導入経路自体を船体の外部から水を導入するように構成する場合と比較して、構造を簡略化することができる。また、加圧された水が水検知センサに導入されるので、確実に水検知センサに船体の外部の水を導入することができる。
この場合、好ましくは、排出経路は、第1水導入経路と第2水導入経路の一部とからなる。このように構成すれば、第1水導入経路および第2水導入経路の他に、別途排出経路を設ける必要がないので、構造を簡略化することができる。
上記水検知センサまで導入された水が第1排水経路を介して排出される構成において、好ましくは、水検知センサに導入された水を船体の外部に排出するために設けられ、第1水導入経路および排出経路と異なる第2排水経路と、船体内に溜まった水を船体の外部に排出するために設けられ、第1導入経路および排出経路と異なる第3排水経路とをさらに備え、第2排水経路は、第3排水経路に合流されており、第2排水経路の少なくとも一部は、船体が停泊している状態における喫水線よりも上方に配置されており、第2排水経路のうち、喫水線よりも上方に配置された部分には、第2排水経路内の空気を抜くための通気穴が形成されている。このように構成すれば、第3排水経路の船体内側の開口部分が喫水線よりも低い場合で、かつ、第3排水経路が水で満たされている場合に、通気穴が設けられていることによって、いわゆるサイフォンの原理によって船体の外部から船体内に第3排水経路を介して水が逆流しようとすることを防止することができる。また、通気穴を船体が停泊している状態における喫水線よりも上方に配置することによって、通気穴から水が漏れることを抑制することができる。
上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、水検知センサは、水位に伴って昇降するフロートを有するフロートセンサを含む。このように構成すれば、フロートセンサは簡易な構造からなるので、姿勢変化や運転中の振動が多い水ジェット推進艇にフロートセンサを取り付けた場合にも、フロートセンサが破損したり、誤検知したりすることを抑制することができる。これにより、フロートセンサの耐久性および信頼性を向上させることができる。
上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、水検知センサは、船体が停泊している状態における喫水線の高さ位置よりも下側に位置するように配置されている。このように構成すれば、船体が停泊している状態において、エンジンが停止しておりジェット推進機などによって水が加圧されて水検知センサまで導入されない場合であっても、確実に水検知センサまで水を導入することができる。これにより、エンジンが駆動されていない状態であっても船体が水中にあるか否かを判断することができる。
上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、船体内には、船体の内部を前側部分と後側部分とに仕切る仕切り板が設けられており、船体の前側部分には、エンジンが配置されており、船体の後側部分には、水検知センサが配置されている。このように構成すれば、仕切り板によってエンジンの熱が水検知センサに直接放射されることを抑制することができる。これにより、水検知センサがエンジンの熱の影響を受けにくくなるので、水検知センサの検知精度が低下することを抑制することができる。
上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、制御部は、水検知センサからの信号に基づいて、船体が水中にあるか否かを判定するとともに、船体が水中にあると判断した場合に、エンジンの最高回転数を第1回転数よりも大きい第2回転数に設定するように構成されている。このように構成すれば、陸上レーシングを行う時以外では、通常通りにエンジンの回転数を上げて運転することができる。
上記一の局面による水ジェット推進艇において、好ましくは、ジェット推進機の噴射口から噴射される水を遮らない第1位置と、噴射口から噴射される水を遮る第2位置との間で移動可能に配置され、第2位置に移動された場合に、噴射口から後方に噴射される水の噴射方向を少なくとも前方に転換する反転部材をさらに備え、制御部は、反転部材が第2位置に移動された場合に、水検知センサからの信号に拘わらず、エンジンの最高回転数を第1回転数よりも大きい第2回転数に設定するように構成されている。このように構成すれば、陸上から水中に水ジェット推進艇を入れるために、ジェット推進機を水中に入れた状態で反転部材を第2位置に移動させて水を前方に噴射しながらその推進力でバックして水中に入れる際、水検知センサの信号に基づいて水ジェット推進艇が陸上にあると判断される場合でも、エンジンの最高回転数を第2回転数まで上げることができる。これにより、船体を水中に入れるための推進力が制限されてしまうことを防止することができるので、利便性を向上させることができる。
本発明の一実施形態による水ジェット推進艇の全体構成を示す断面図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇の船体の内部の構成を詳細に説明するための断面図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇の船体の内部の構成を詳細に説明するための平面的な模式図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇のウォーターロックの構造を説明するための図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇の水検知センサ部の構造(オフ状態)を示す断面図である。 図5に示した水検知センサ部の拡大図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇の水検知センサ部の構造(オン状態)を示す断面図である。 図7に示した水検知センサ部の拡大図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇のステアリング近傍の構成を説明するための斜視図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇の制御ブロック図である。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇のエンジンの最高回転数の制御を説明するためのフローチャートである。 図1に示した一実施形態による水ジェット推進艇を水中に入れようとしている状態を示す断面図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1〜図10を参照して、本発明の一実施形態による水ジェット推進艇1の構成を説明する。図中、FWDは、船舶の前進方向を示しており、BWDは、船舶の後進方向を示している。
図1に示すように、水ジェット推進艇1は、デッキ2aとハル2bとにより船体2が構成されている。船体2は、停留状態において所定の高さ位置まで喫水するように構成されている。船体2の内部には、船体2を推進させる際に駆動されるエンジン3および燃料タンク4などを収納するエンジンルーム2cが設けられている。また、船体2の内部の後部には、ハル2bから鉛直上向きに延びるバルクヘッド2dが設けられている。バルクヘッド2dは、船体2の内部をエンジン3が配置される前側部分2eと後述する水検知センサ部17が配置される後側部分2fとに前後方向に仕切るとともに、船体2が前後方向を軸として捩じれる現象であるロールの発生を抑制する機能を有する。なお、バルクヘッド2dは、本発明の「仕切り板」の一例である。また、エンジン3が配置されたエンジンルーム2cには、デッキ2a(船体2の上部)から下方に延びるエアベンチレーションホース5が設けられている。このエアベンチレーションホース5は、エンジンルーム2c内の換気を行うために設けられている。
図1および図2に示すように、エンジン3は、直列4気筒エンジンからなり、クランクシャフト31が前後方向(矢印FWD方向および矢印BWD方向)に延びるように配置されている。また、エンジン3は、空気と燃料との混合気を燃焼室(図示せず)において燃焼させることによって、クランクシャフト31を回転させる駆動力を得るように構成されている。具体的には、エンジン3は、燃焼室(図示せず)に供給される空気量を調節するためのスロットルバルブ3aを駆動するスロットルバルブアクチュエータ3b(図2参照)と、所定のタイミングで燃料を供給する燃料噴射システム3c(図10参照)と、所定のタイミングで混合気に点火する点火システム3d(図10参照)とを含んでいる。スロットルバルブアクチュエータ3b、燃料噴射システム3cおよび点火システム3dなどは、後述するECU28によって電気的に制御される。
また、クランクシャフト31の後方には、一対のカップリング32および33が設けられている。カップリング32および33は、クランクシャフト31とインペラシャフト6とを接続するように構成されており、クランクシャフト31の回転をインペラシャフト6に伝達する機能を有する。インペラシャフト6は、エンジンルーム2cからバルクヘッド2dを抜けて後方に延びるように配置されており、インペラシャフト6の後端部近傍は、船体2の水吸引部2gを通って船体2の後部に設けられるジェット推進機の後述するインペラハウジング8a内に導出されている。
また、インペラシャフト6の後端部近傍には、インペラ7が取り付けられている。このインペラ7は、水吸引部2gの後部に接続されたインペラハウジング8aの内部に配置されており、水面下の水を水吸引部2gから吸引するとともに、インペラハウジング8aの後方に設けられるノズル8bから後方に噴射させるために設けられている。また、インペラハウジング8aおよびノズル8bは、船体2の外側に設けられており、上記したように水を後方に噴射可能に構成されている。また、ノズル8bの後方には、ノズル8bから後方に噴射される水の噴流を左右方向に転換するデフレクタ9が設けられている。なお、ノズル8bおよびデフレクタ9は、本発明の「噴射口」の一例である。なお、インペラ7、インペラハウジング8a、ノズル8b、デフレクタ9およびバケット10によって、本発明の「ジェット推進機」が構成されている。
デフレクタ9の後方には、船体2の外側のデフレクタ9の後方に移動可能に配置され、デフレクタ9の後方に移動された場合に、ノズル8bおよびデフレクタ9から後方に噴射される水の噴射方向を前方に転換するバケット10が設けられている。なお、バケット10は、デフレクタ9に取り付けられていてもよいし、インペラハウジング8aに取り付けられていてもよい。バケット10は、本発明の「反転部材」の一例である。
具体的には、図2に示すように、バケット10は、アクチュエータ10a(図10参照)によって支点10bを中心に回動可能にデフレクタ9に取り付けられている。バケット10は、デフレクタ9の後方の位置Aとデフレクタ9の後方から上方向に回動された位置B(図2参照)との間を回動可能にデフレクタ9に取り付けられている。位置Bは、ノズル8bから噴射される水がバケット10によって遮られない位置である。一方、位置Aは、ノズル8bから噴射される水がバケット10によって遮られる位置である。そして、バケット10が位置Aに位置している場合には、水がバケット10に向かってデフレクタ9から後方に噴射され、後方に噴射された水は、バケット10に当たり、少なくとも前方に転換される。つまり、水は、単に前方だけでなく、平面視で斜め前方、あるいは、側面視で斜め前方など、少なくとも前向きのベクトルを含んだ方向に転換される。これにより、船体2を減速させたり、後方に推進させたりすることが可能となる。その一方で、バケット10が位置Bに位置している場合には、後方に噴射された水は、バケット10に当たることなく後方に噴射されるので、船体2を前方に推進させることが可能となる。なお、位置Aおよび位置Bは、それぞれ、本発明の「第2位置」および「第1位置」の一例である。
また、バケット10には、図2に示すように、圧縮コイルバネからなるバネ部材11の一方側が取り付けられている。また、バネ部材11の他方側は、インペラハウジング8aの外側面に取り付けられている。このバネ部材11は、バケット10をデフレクタ9の後方から離れた位置Bで保持する機能を有する。すなわち、通常ではバケット10がバネ部材11の付勢力によって位置Bに位置されることにより船体2が前進する状態に保持されている。船体2を後進させる場合には、アクチュエータ10aによって支点10bを中心に下向きの力をバケット10にバネ部材11の付勢力に逆らうように加えることによってバケット10を位置Aに移動させることが可能である。これにより、船体2を後進させることが可能となる。
また、図3に示すように、エンジン3には、エンジン3の側面から後方に延びるように排気管34が設けられている。また、排気管34は、水の逆流を防止するウォーターロック35を介して排気管36に接続されている。排気管36の一方端に形成された排気口36aは水中に導入されている。これにより、エンジン3の排気ガスは水中に排気されるように構成されている。また、図4に示すように、ウォーターロック35の内部は箱状の空間になっており、水中に導出されている排気管36の排気口36aから入った水を底部に溜めることによって、水が排気管34側に浸入することを抑制している。排気管36とウォーターロック35とは、排気管36の他方端がウォーターロック35の上部から挿入されることによって接続されている。
また、図1および図2に示すように、水ジェット推進艇1では、エンジン3は、海水を冷却水として用いることによって冷却されるように構成されている。具体的には、インペラハウジング8aの下部から海水を導入するための配管からなる導入経路12が船体2内のエンジン3まで延びるように設けられている。なお、導入経路12は、本発明の「第2水導入経路」の一例である。導入経路12は、船体2の下部において延びるように配置されている。導入経路12は、エンジン3を冷却するウォータージャケット部13に接続されている。ウォータージャケット部13は、エンジン3の熱を吸収した水を排出するための配管からなる排水経路14に接続されている。排水経路14は、エンジン3からジェット推進機の近傍まで後方に延びるように配置されている。なお、水ジェット推進艇1では、インペラハウジング8aにおいてジェット推進機によって水が加圧されることを利用して、エンジン3の冷却水を導入経路12、ウォータージャケット部13および排水経路14に循環させるように構成されている。
また、船体2内には船体2内に溜まった水を排出するためのビルジシステムが設けられている。具体的には、エンジンルーム2cの底部に吸い口15が配置されており、吸い口15から配管からなる排水経路16を介してインペラハウジング8a内に水を排出するように構成されている。なお、排水経路16は、本発明の「第3排水経路」の一例である。排水経路16は、吸い口15から喫水線Tよりも上方まで延びる第1部分16aと、第1部分16aに接続され、喫水線Tよりも上方の領域を水平方向に延びる第2部分16bと、第2部分16bに接続され、インペラハウジング8a内に導入される第3部分16cとを有する。第2部分16bは、第2部分16bの他の部分よりもさらに上方を水平方向に延び、後述する排水経路と接続される接続部16dを有している。第3部分16cの先端部16eは、ジェット推進機による噴流の流れ方向に沿った方向に延びている。これによって、第3部分16cの先端部16eにおいて負圧が発生するので、その負圧を利用して船体2の底部に溜まった水を排水経路16を介して船体2の外部に排出している。
ここで、本実施形態では、船体2が水中にあるか否かを判断するための水検知センサ部17が船体内に設けられている。なお、水検知センサ部17は、本発明の「水検知センサ」の一例である。図5〜図8に示すように、水検知センサ部17は、ハウジング18と、ハウジング18内に昇降可能に取り付けられたフロート19と、先端部が対向するように配置された2つのリード端子20aおよび20bを有するスイッチ部20とを含んでいる。フロート19は、ハウジング18内に水がない場合には、重力によって最下点である高さ位置H1(図5参照)に位置する。ハウジング18内に水が導入された場合には、フロート19は水による浮力によってハウジング18内の水位に伴って上昇するように構成されている。ハウジング18内の水が所定の高さ位置以上である場合には、フロート19の上面がストッパ18aに当接することにより、フロート19は最上点である高さ位置H2(図7参照)で止まるように構成されている。
フロート19には、永久磁石19aが取り付けられている。永久磁石19aは、フロート19が高さ位置H2に位置する場合にスイッチ部20のリード端子20aおよび20bと同じ高さ位置に位置するように取り付けられている。2つのリード端子20aおよび20bは、不活性ガスが充填されたガラス管20cの内部において、互いの先端部が離間するように設けられている。2つのリード端子20aおよび20bの先端部が接触した場合に、スイッチ部20に電流が流れる(オン状態になる)ように構成されている。
フロート19が高さ位置H2まで上昇していない場合には、2つのリード端子20aおよび20bの先端部は離間した状態(オフ状態)を維持し、フロート19が高さ位置H2まで上昇した場合に、永久磁石19aによってリード端子20aおよび20bが一時的に磁化されて、リード端子20aおよび20bの先端部が互いに接触する(オン状態)ように構成されている。このような水検知センサ部17によって、ハウジング18内に所定の高さ以上に水があることを検知することが可能である。
また、ハウジング18の下部18bは、導入経路12から分岐する配管からなる導入経路21と接続されている。なお、導入経路21は、本発明の「第1水導入経路」の一例である。これにより、ジェット推進機によって加圧された冷却水としての海水が導入経路12を介してウォータージャケット部13に導入される際に、導入経路21を介してハウジング18内にも導入されるように構成されている。ハウジング18の上部18cは、ビルジシステムの排水経路16に合流する配管からなる排水経路22と接続されている。なお、排水経路22は、本発明の「第2排水経路」の一例である。
このような構成によって、水ジェット推進艇のエンジン3が駆動されており、ジェット推進機の周囲に水がある場合(船体が水中にある場合)には、加圧された水が導入経路12、導入経路21、ハウジング18、排水経路22および排水経路16を通過するので、ハウジング18内に水が満たされるように構成されている。なお、ハウジング18および排水経路22は、ウォータージャケット部13および排水経路14の最上部の高さ位置H3(図2参照)よりも低い位置に配置されている。これにより、ウォータージャケット部13および排水経路14に水が循環する圧力で水を導入経路12から導入することによって、ハウジング18および排水経路22にも水を循環させることが可能である。また、ハウジング18は、水ジェット推進艇1が水上で停泊している状態における喫水線Tよりも下方に位置するように配置されている。これにより、エンジン3が駆動しておらず、ジェット推進機による圧力によってハウジング18内に水が積極的には導入されない場合(排水経路22までは水が導入されない場合)にも、船体2が水中にある場合には、導入経路12、導入経路21およびハウジング18内までは水が満たされるように構成されている。
また、ハウジング18内の水は、船体2が水中にある状態から船体2が水中にない状態に遷移した場合に、導入経路12の一部(導入経路12の導入口12aから導入経路21との分岐点12bまでの経路12c(図2参照))および導入経路21を介して排出されるように構成されている。導入経路12の経路12cおよび導入経路21は、ハウジング18よりも下方に位置しているので、船体2が水中にある状態から船体2が水中にない状態に遷移した場合には、重力によってハウジング18内の水が導入経路12の経路12cおよび導入経路21を介して排出される。ここで、図5に示すように、導入経路21の径(導入経路21の水平面の面積S1)は、ハウジング18の径(ハウジング18の水平面の面積S2)よりも小さくなるように構成されていることによって、ハウジング18内の水が導入経路21を介して排出される時間が遅延されている。これにより、航走中に導入経路12の水出口が一時的に空中に露呈した場合にも、その間はハウジング18内に水が残るように構成されている。このように、導入経路12の水出口が一時的に空中に露呈した場合にも、水検知センサ部17がオン状態を保つように構成されている。なお、導入経路12の経路12cおよび導入経路21は、本発明の「第1排水経路」の一例である。また、ハウジング18の径よりも小さい径を有する導入経路21は、本発明の「排水遅延手段」の一例である。
ハウジング18と接続された排水経路22は、ビルジシステムの排水経路16の第2部分16bよりもさらに上方で延びる部分(接続部16d)で排水経路16と合流されている。排水経路22と排水経路16との合流点の第3部分16c側の近傍には、上方に突出するように通気穴23が設けられている。通気穴23を設けることによって、導入経路12、導入経路21、ハウジング18、排水経路16および排水経路22などが水で満たされた状態でエンジン3の駆動を停止した場合に、いわゆるサイフォンの原理によって排水経路16からエンジンルーム2cに配置されたビルジシステムの吸い口15に向かって水が逆流することを防止している。また、排水経路16には、通気穴23のさらに第3部分16c側において、排水経路16からビルジシステムの吸い口15に向かう方向に水が流れることを防止するための逆止弁24が設けられている。この通気穴23および逆止弁24は一体的にユニット化されており、排水経路16に組み込まれている。
また、図1に示すように、デッキ2aのエンジン3の上方には、シート25が設けられている。シート25の下方には、エンジンルーム2cにアクセス可能な開口2hが設けられている。シート25の前方には、船体2を操舵するためのステアリング26が配置されている。ステアリング26は、図9に示すように、ライダーが操舵する際に把持する右側グリップ26aと左側グリップ26bとを有している。右側グリップ26aには、アクセルレバー26cが回動可能に設けられている。また、図1に示すように、右側グリップ26aのアクセルレバー26cにはスロットルワイヤー26dが接続されており、スロットルワイヤー26dは、船体2の内部に設けられているアクセルポジションセンサ27に接続されている。アクセルポジションセンサ27は、スロットルワイヤー26dの移動量を検知する機能を有しており、検知したスロットルワイヤー26dの移動量に基づいた電気信号を、配線を介してECU28に伝達可能に構成されている。
また、左側グリップ26bの根元部分近傍には、図9に示すように、円筒形状の外周面を有するスイッチ類ケース29が設けられている。また、スイッチ類ケース29には、バケット10を位置B(図2参照)に切り換えるための、ライダーにより操作可能な前進切替スイッチ(Fスイッチ)29aが設けられている。また、前進切替スイッチ29aの近傍には、バケット10を位置A(図2参照)に切り替えるための、ライダーにより操作可能な後進切替スイッチ(Rスイッチ)29bが設けられている。前進切替スイッチ29aおよび後進切替スイッチ29bが押圧された際の信号はECU28に送信されるように構成されている。また、本実施形態による水ジェット推進艇1では、スイッチ類ケース29に図示しないエンジン始動ボタンが設けられている。エンジン始動ボタンが押された場合、ECU28が起動するとともに、エンジン3が始動されるように構成されている。
また、本実施形態では、バルクヘッド2dの上部のエンジンルーム2c側の部分には、ECU(エンジン・コントロール・ユニット)28が取り付けられている。なお、ECU28は、本発明の「制御部」の一例である。図10に示すように、ECU28は、アクセルポジションセンサ27、前進切替スイッチ29a、後進切替スイッチ29b、水検知センサ部17、アクチュエータ10a、スロットルバルブアクチュエータ3b、点火システム3dおよび燃料噴射システム3cなどの水ジェット推進艇1の各部と配線を介して電気的に接続されており、水ジェット推進艇1の各部を電気的に制御する機能を有している。具体的には、ECU28は、アクセルポジションセンサ27からの信号に基づいて、スロットルバルブアクチュエータ3b、点火システム3dおよび燃料噴射システム3cを制御することによって、エンジン3の回転数を制御するように構成されている。また、ライダーが操作する前進切替スイッチ29aおよび後進切替スイッチ29bからの信号に基づいて、バケット10を駆動するアクチュエータ10aを制御するように構成されている。
ここで、本実施形態では、ECU28は、水検知センサ部17の検知結果に基づいて、エンジン3の最高回転数を制御するように構成されている。エンジン回転数は、クランクシャフト31の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ3eからの信号によって検出される。具体的には、水検知センサ部17の検知結果に基づいて、船体2が水中にないと判断した場合には、エンジン3の最高回転数を所定の回転数(たとえば、4000rpm)に制限し、船体2が水中にあると判断した場合には、エンジン3の最高回転数を所定の回転数(たとえば、8000rpm)に設定するように構成されている。なお、水検知センサ部17の検知結果に基づく最高回転数の制御については、後に詳細に説明する。
次に、図11および図12を参照して、本実施形態による水ジェット推進艇1によるエンジン回転数の制御について説明する。
ECU28が起動した状態において、ECU28は、図11のステップS1において、バケット10が位置Aにあるか否か(後進切替スイッチ29bがオンか前進切替スイッチ29aがオンか)を判断する。バケット10が位置Aにある場合にはステップS3に進み、ECU28は、水検知信号の有無に拘わらず、エンジン3の最高回転数を8000rpmに設定する。すなわち、図12に示すように、水ジェット推進艇1を陸上から水中に入れる際には、ジェット推進機を水中に入れた状態でバケット10を位置Aに切り替えてアクセルレバー26cを操作することによって、ジェット噴流の力を用いて船体2を水中に移動させる場合がある。このような場合には、ECU28はエンジン3の回転数を制限しない。
バケット10が位置Bにある場合(前進切替スイッチ29aがオンの場合)には、ECU28は、図11のステップS2において、水検知センサ部17から水検知信号を受信したか否かを判断する。すなわち、船体2が水中にある場合には、導入経路12および導入経路21を介してハウジング18内に水が満たされるので、フロート19が高さ位置H2まで上昇する。これにより、フロート19に取り付けられた永久磁石19aによってスイッチ部20の2つのリード端子20aおよび20bが接触して電気(水検知信号)が流れる。ECU28は、この水検知信号を検知したか否かを判断する。
水検知信号を受信した場合には、ECU28は、船体2が水中にあると判断するとともに、ステップS3において、エンジン3の最高回転数を8000rpmに設定する。
また、水検知信号を受信せず、バケット10が位置Bにある場合には、ECU28は、船体2が陸上にあると判断するとともに、ステップS4において、エンジン3の最高回転数を4000rpmに制限する。具体的には、ECU28は、エンジン回転速度センサ3eによって検出されるエンジン3の回転数が4000rpmに達するまでは、アクセルポジションセンサ27の検出結果に基づいて、アクセルレバー26cの操作量に応じてスロットルバルブアクチュエータ3bを駆動することによりスロットルバルブ3aの開度を増加させる。また、ECU28は、エンジン回転速度センサ3eによって検出されるエンジン3の回転数が4000rpmを超えた場合は、アクセルポジションセンサ27の検出結果に拘わらず、スロットルバルブ3aの開度を増加させないようにスロットルバルブアクチュエータ3bを制御する。これにより、陸上レーシングを行う際に、アクセルレバー26cを過度に操作してしまった場合にも、エンジン3の回転数が過回転状態(4000rpmよりも大きい回転数)になることが防止される。
本実施形態では、上記のように、船体2が少なくとも所定の高さ位置まで水に浸かっていることを検出する水検知センサ部17を設けることによって、船体2が所定の高さ位置まで水に浸かっている(船体2が水中にある)か否か(陸上にあるか)を船体2の周りの水の存在を直接的に検出して判断することができる。船体2が陸上にある場合には船体2の周りに水がなくなるので、水検知センサ部17が水を検知しない場合には船体2が陸上にあると判断することができる。これにより、所定時間が経過しなくても水検知センサ部17が水を検知しなくなった時点で船体2が陸上にあると判断することができる。また、船体2が水中にない(陸上にある)と判断した場合に、エンジン3の最高回転数を4000rpm以下に制限することによって、陸上レーシングを行う際に、確実に、エンジン3の最高回転数を4000rpm以下に制限することができる。これらによって、陸上レーシングを行う際に、エンジン3の回転数が上がり過ぎることに起因する、エンジン3の負担の増大および高回転時のエンジン3の排気音による騒音の発生を防止することができる。
また、本実施形態では、上記のように、水検知センサ部17を船体2内に配置し、導入経路21および導入経路12を介して水検知センサ部17まで船体2の外部から水を導入している。このように構成することによって、船体2の周りに水がある場合に、導入経路21および導入経路12を介して船体2内に水を導入することができるので、船体2内に配置された水検知センサ部17によって船体2が水中にあるか否かを判断することができる。これにより、水検知センサ部17を船体2の外側に配置する場合と異なり、水検知センサ部17に直接物が当たったりすることに起因して水検知センサ部17が破損することを防止することができる。また、水ジェット推進艇1では船体2の外側にかかる圧力の変動幅が大きいが、水検知センサ部17を船体2内に配置することによって水検知センサ部17にかかる圧力の変動による影響も小さくすることができるので、その分、水検知センサ部17の耐久性および信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、船体2が水中にある状態から船体2が水中にない状態に遷移した場合に、水検知センサ部17まで導入された水を水検知センサ部17よりも下方に配置された導入経路21および導入経路12の経路12cを介して船体2の外部に排出している。このように構成することによって、船体2が陸上に上げられた場合に、船体2が水中にある時に水検知センサ部17まで導入された水を水検知センサ部17よりも下方に配置された導入経路21および導入経路12の経路12cを介して速やかに排出することができる。これにより、船体2が陸上にあることを確実に検出することができる。
また、本実施形態では、上記のように、導入経路21の径をハウジング18の径よりも小さくすることによって、ハウジング18内から水が排出されることを容易に遅延させることができる。これにより、導入経路12の水出口が一時的に空中に露呈した場合にも、水検知センサ部17まで導入された水が排出されることを抑制することができる。これにより、導入経路12の水出口が一時的に空中に露呈した場合に、船体2が陸上にあると誤判断されることを抑制することができるので、その誤判断に起因して、航走中にエンジン3の最高回転数が4000rpm以下の回転数に制限されてしまうことを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、導入経路21を、ジェット推進機によって加圧された水を、エンジン3に冷却水として導入する導入経路12から分岐させている。このように構成することによって、船体2内のエンジン3に水を導入する導入経路12を利用して水検知センサ部17にも水を導入することができるので、導入経路21自体を船体2の外部から水を導入するように構成する場合と比較して、構造を簡略化することができる。また、加圧された水が水検知センサ部17に導入されるので、確実に水検知センサ部17に船体2の外部の水を導入することができる。
また、本実施形態では、上記のように、船体2が水中にある状態から船体2が水中にない状態に遷移した場合に、水検知センサ部17まで導入された水を導入経路21および導入経路12の経路12cを介して船体2の外部に排出している。このように構成することによって、導入経路21および導入経路12の他に、別途第1排水経路を設ける必要がないので、構造を簡略化することができる。
また、本実施形態では、上記のように、排水経路22のうち、喫水線Tよりも上方に配置された部分に排水経路22内の空気を抜くための通気穴23を形成している。このように構成することによって、排水経路16の船体2内側の吸い口15が喫水線Tよりも低い場合で、かつ、排水経路16が水で満たされている場合に、通気穴23が設けられていることによって、いわゆるサイフォンの原理によって船体2の外部から船体2内に排水経路16を介して水が逆流しようとすることを防止することができる。また、通気穴23を船体2が停泊している状態における喫水線Tよりも上方に配置することによって、通気穴23から水が漏れることを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、水位に伴って昇降するフロート19を有するフロートセンサの水検知センサ部17によって水を検知している。このように構成することによって、水検知センサ部17を簡易な構造にすることができるので、姿勢変化や運転中の振動が多い水ジェット推進艇1に水検知センサ部17を取り付けた場合にも、水検知センサ部17が破損したり、誤検知したりすることを抑制することができる。これにより、水検知センサ部17の耐久性および信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態では、上記のように、水検知センサ部17は、船体2が停泊している状態における喫水線Tの高さ位置よりも下側に位置するように配置している。このように構成することによって、船体2が停泊している状態において、エンジン3が停止しておりジェット推進機などによって水が加圧されて水検知センサ部17まで導入されない場合であっても、確実に水検知センサ部17まで水を導入することができる。これにより、エンジン3が駆動されていない状態であっても船体2が水中にあるか否かを判断することができる。
また、本実施形態では、上記のように、船体2の内部を前側部分2eと後側部分2fとに仕切るバルクヘッド2dを設け、前側部分2eにエンジン3を配置し、後側部分2fに水検知センサ部17を配置している。このように構成することによって、バルクヘッド2dによってエンジン3の熱が水検知センサ部17に直接放射されることを抑制することができる。これにより、水検知センサ部17がエンジン3の熱の影響を受けにくくなるので、水検知センサ部17の検知精度が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、上記のように、船体2が水中にあると判断した場合に、エンジン3の最高回転数を8000rpmに設定することによって、陸上レーシングを行う時以外では、通常通りにエンジン3の回転数を上げて運転することができる。
また、本実施形態では、上記のように、バケット10が第2位置に移動された場合に、水検知センサ部17からの信号に拘わらず、エンジン3の最高回転数を8000rpmに設定している。このように構成することによって、陸上から水中に水ジェット推進艇1を入れるために、ジェット推進機を水中に入れた状態でバケット10を位置Aに移動させて水を前方に噴射しながらその推進力でバックして水中に入れる際に、水検知センサ部17の信号に基づいて水ジェット推進艇1が陸上にあると判断される場合でも、エンジン3の最高回転数を8000rpmまで上げることができる。これにより、船体2を水中に入れるための推進力が制限されてしまうことを防止することができる。これにより、利便性を向上させることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、水検知センサ部17を船体2内に設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、船体の外側に設けてもよい。
また、上記実施形態では、エンジン3の冷却水を導入する導入経路12から導入経路21を分岐させて水検知センサ部17に水を導入した例を示したが、本発明はこれに限らず、エンジン3の冷却水を導入する導入経路と水検知センサ部17に水を導入する導入経路とを別に設けてもよい。
また、上記実施形態では、導入経路12の経路12cおよび導入経路21を本発明の「第1排水経路」とした例を示したが、本発明はこれに限らず、導入経路12の経路12cおよび導入経路21とは別に第1排水経路を設けてもよい。
また、上記実施形態では、ハウジング18内の水の排出速度を遅延させるために、ハウジング18の径よりも導入経路21の径を小さくした例を示したが、本発明はこれに限らず、導入経路21を介してハウジング18から水が排出される際に、導入経路12の径が小さくなるような弁機構を設けてもよい。なお、弁機構は、本発明の「排水遅延手段」の一例である。
また、上記実施形態では、水検知センサ部17を喫水線Tよりも下方に設けた例を示したが、本発明はこれに限らず、水検知センサ部17を喫水線Tよりも上方に設けてもよい。
また、上記実施形態では、船体2が水中にあると判断した場合に、スロットルバルブ3aの開度を増加させないことにより、エンジン3の最高回転数が4000rpm以上にならないように制御する例を示したが、本発明はこれに限らず、燃料噴射システム3cによる燃料噴射を一時的または間欠的に停止させたりしてもよいし、点火システム3dによる点火を一時的または間欠的に停止させてもよい。
また、上記実施形態では、船体2が水中にない場合に水検知センサ17がオフになり、船体2が水中にある場合に水検知センサ17がオンになる例を示したが、本発明はこれに限らず、船体2が水中にない場合に水検知センサ17がオンになり、船体2が水中にある場合に水検知センサ17がオフになるように水検知センサを構成してもよい。
また、本実施形態では、フロート19を有するフロートセンサを水検知センサ17として用いた例を示したが、本発明はこれに限らず、水の存在を検知可能なセンサであれば、他の方式のセンサを用いてもよい。たとえば、超音波を水面に発信し、水面で反射した超音波を受信するまでの時間によって水位を検知する超音波式のセンサを用いてもよいし、空気と水との静電容量の差を利用して水位を検知する静電容量式のセンサを用いてもよい。
また、本実施形態では、エンジン始動ボタンが押された場合に、ECU28が起動するとともにエンジン3が始動されるように構成された例を示したが、本発明はこれに限らず、ECU28の起動とエンジン3の始動とが別の操作によって行われるように構成してもよい。この場合、エンジン3が駆動されていない場合であっても、ECU28が起動していれば、水検知センサ17により船体2が水中にあるか否かを判断することができる。
1 水ジェット推進艇
2 船体
2d バルクヘッド(仕切り板)
2e 前側部分
2f 後側部分
3 エンジン
7 インペラ(ジェット推進機)
8a インペラハウジング(ジェット推進機)
8b ノズル(噴射口、ジェット推進機)
9 デフレクタ(噴射口、ジェット推進機)
10 バケット(反転部材、ジェット推進機)
12 導入経路(第2水導入経路)
12c 経路(第1排水経路)
16 排水経路(第3排水経路)
17 水検知センサ部(水検知センサ)
18 ハウジング
19 フロート
21 導入経路(第1水導入経路、第1排水経路)
22 排水経路(第2排水経路)
28 ECU(制御部)

Claims (13)

  1. 船体と、
    前記船体内に配置されたエンジンと、
    前記エンジンの駆動力により前記船体を推進させる際に水を後方に噴射するように構成された噴射口を有するジェット推進機と、
    前記エンジンの回転数を制御する制御部と、
    前記船体が少なくとも所定の高さ位置まで水に浸かっていることを検出する水検知センサとを備え、
    前記制御部は、前記水検知センサからの信号に基づいて、前記船体が水中にあるか否かを判定するとともに、前記船体が水中にないと判断した場合に、前記エンジンの最高回転数を所定の第1回転数以下に制限するように構成されている、水ジェット推進艇。
  2. 前記水検知センサは、前記船体内に配置されており、
    前記水検知センサまで前記船体の外部から水を導入するための第1水導入経路をさらに備える、請求項1に記載の水ジェット推進艇。
  3. 前記船体が水中にある状態から前記船体が水中にない状態に遷移した場合に、前記水検知センサまで導入された水は、前記第1導入経路を含む経路または前記第1導入経路とは異なる経路からなる第1排水経路を介して前記船体の外部に排出されるように構成されており、
    前記第1排水経路は、前記水検知センサよりも下方に配置されている、請求項2に記載の水ジェット推進艇。
  4. 前記第1排水経路には、前記水検知センサまで導入された水の排水速度を遅延させる排水遅延手段が設けられている、請求項3に記載の水ジェット推進艇。
  5. 前記水検知センサは、前記第1排水経路と接続されたハウジング内に設けられており、
    前記排水遅延手段は、前記ハウジングの径よりも小さい径を有する前記第1排水経路としての配管を含む、請求項4に記載の水ジェット推進艇。
  6. 前記ジェット推進機によって加圧された水を、前記エンジンに冷却水として導入する第2水導入経路をさらに備え、
    前記第1水導入経路は、前記第2水導入経路から分岐している、請求項3〜5のいずれか1項に記載の水ジェット推進艇。
  7. 前記第1排水経路は、前記第1水導入経路と前記第2水導入経路の一部とからなる、請求項6に記載の水ジェット推進艇。
  8. 前記水検知センサに導入された水を前記船体の外部に排出するために設けられ、前記第1水導入経路および前記第1排水経路と異なる第2排水経路と、
    前記船体内に溜まった水を前記船体の外部に排出するために設けられ、前記第1水導入経路および前記第1排水経路と異なる第3排水経路とをさらに備え、
    前記第2排水経路は、前記第3排水経路に合流されており、
    前記第2排水経路の少なくとも一部は、前記船体が停泊している状態における前記喫水線よりも上方に配置されており、
    前記第2排水経路のうち、前記喫水線よりも上方に配置された部分には、前記第2排水経路内の空気を抜くための通気穴が形成されている、請求項3〜7のいずれか1項に記載の水ジェット推進艇。
  9. 前記水検知センサは、水位に伴って昇降するフロートを有するフロートセンサを含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の水ジェット推進艇。
  10. 前記水検知センサは、前記船体が停泊している状態における喫水線の高さ位置よりも下側に位置するように配置されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の水ジェット推進艇。
  11. 前記船体内には、前記船体の内部を前側部分と後側部分とに仕切る仕切り板が設けられており、
    前記船体の前側部分には、前記エンジンが配置されており、
    前記船体の後側部分には、前記水検知センサが配置されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の水ジェット推進艇。
  12. 前記制御部は、前記水検知センサからの信号に基づいて、前記船体が水中にあるか否かを判定するとともに、前記船体が水中にあると判断した場合に、前記エンジンの最高回転数を前記第1回転数よりも大きい第2回転数に設定するように構成されている、請求項1〜11のいずれか1項に記載の水ジェット推進艇。
  13. 前記ジェット推進機の噴射口から噴射される水を遮らない第1位置と、前記噴射口から噴射される水を遮る第2位置との間で移動可能に配置され、前記第2位置に移動された場合に、前記噴射口から後方に噴射される水の噴射方向を少なくとも前方に転換する反転部材をさらに備え、
    前記制御部は、前記反転部材が前記第2位置に移動された場合に、前記水検知センサからの信号に拘わらず、前記エンジンの最高回転数を前記第1回転数よりも大きい第2回転数に設定するように構成されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の水ジェット推進艇。
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