CN208741940U - 舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨 - Google Patents

舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨 Download PDF

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Abstract

本实用新型揭示了舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其以分离型构成桨毂与桨叶以便在螺旋桨损伤时轻易更换，与此同时，使用复合材料实现产品轻型化而提高燃料消耗率并且容易批量生产。

Description

舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨
技术领域
本实用新型涉及一种舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨。
背景技术
舷外马达(Outboard Motor)是一种安装在小型船等船舶的船尾的推进器，可以根据舷外马达的动作推进船舶。舷外马达通常安装在橡胶船的船尾，但舷外马达也能安装在橡胶船以外的小型船舶。
舷外马达是推进器，因此和船舶独立地另行制作。亦即，舷外马达使用内燃机，但其结构与行程却和汽车或机车的内燃机相异之处较多，使得制作舷外马达的厂商和制作船舶的厂商很可能不同。
关于舷外马达的大部分技术由包括日本在内的外国公司拥有，因此目前市面上销售的舷外马达只能完全依靠进口。舷外马达不仅在结构上属于复杂的推进器，而且由于是进口产品而使得其价格昂贵，例如，以2马力为准的价格为150万韩元左右。因此对喜欢海上运动的人士造成了负担。不仅如此，目前市面上销售的舷外马达虽然是高价产品，但其结构复杂、销售维修店很少而使得舷外马达的使用及维护费用也造成了较大负担。因此迫切需要开发出能够解决该问题的国产舷外马达技术。
另一方面，舷外马达用螺旋桨也依靠海外进口，该舷外马达用螺旋桨为了大幅提高耐蚀性与强度而使用高价非铁金属并且重量较大、不易用精密铸造方式批量生产。而且，螺旋桨损伤时会发生输出及振动损失并且需要焊接修理，其修理费用与时间也是可观的。螺旋桨损伤较大的话需要更换整个螺旋桨，因此在费用上的损失较大。
实用新型内容
解决的技术课题
本实用新型旨在解决上述问题，本实用新型的额目的是提供一种舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其以分离型构成桨毂与桨叶以便在螺旋桨损伤时轻易更换，与此同时，使用复合材料实现产品轻型化而提高燃料消耗率并且容易批量生产。
解决课题的技术方案
为了达到上述目的，本实用新型揭示了一种舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其包括：桨毂，具备圆筒状本体并且在中心形成了轴方向的贯通孔；桨叶芯(blade core)，安装在上述桨毂的外周面；橡胶衬套，安装在上述桨毂的上述贯通孔内；及圆形环状罩，安装在上述桨毂的前端部，防止上述桨叶芯脱离到上述桨毂的前方；上述桨叶芯是桨叶(blade)与桨芯(core)的一体型结合体，上述桨芯是把构成上述桨毂外周面的本体的一部分事先以一体方式结合在上述桨叶的下端部地形成的，上述桨芯具有能让上述桨毂与上述桨叶芯结合及分离的结构。
有益效果
本实用新型在舷外马达用螺旋桨损伤时容易更换桨毂、桨叶、橡胶衬套而减少了修理费用与时间，使用复合材料实现产品轻型化而提高燃料消耗率并且容易批量生产。
附图说明
图1示出了本实用新型的舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨的结合状态。
图2示出了本实用新型的舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨的分离状态。
图3示出了本实用新型的桨叶芯与桨毂的结合状态。
图4示出了本实用新型的桨毂的分离形状。
图5示出了本实用新型的桨叶芯的分离形状。
附图标记说明
10：桨毂
10a：夹入用突起
10a-1：突出部
10a-2：凹陷部
11：遮蔽用突槛
12：贯通孔
20：桨叶芯
21：桨叶
22：桨芯
22a：夹槽
22a-1：折曲部
22a-2：形状结合部
30：橡胶衬套
40：罩
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型。
本实用新型的重要特征为，构成舷外马达用螺旋桨的桨毂(Hub)10与桨叶(Blade)21以分离型制成。图1示出了本实用新型的结合状态而图2则示出了本实用新型的分离状态。
桨毂10和轴(未图示)连接而桨叶21则和桨毂10结合。引擎驱动着轴旋转时连接到轴的桨毂10就会旋转。因此，结合到桨毂10的桨叶21旋转而发生推力。关于桨叶21与桨毂10的结合，一般螺旋桨制作成桨叶21一体地固定在桨毂10的状态，因此以后从桨毂10分离桨叶21时不容易实现。但是，本实用新型则让桨叶21与桨毂10相互之间可分离地制作，图3示出了桨叶21与桨毂10结合的状态而图4与图5则示出了桨毂10与桨叶21各自分离的状态。
下面详细说明桨叶21与桨毂10的分离型结构。首先，本实用新型为了实现桨叶21对桨毂10的分离及结合而导出了称为“桨叶芯(Blade Core)20”的独特分离型结构(图5)。桨叶芯20是桨叶21与桨芯22的一体型结合体。桨芯22是把构成桨毂10外周面的本体的一部分事先以一体方式结合在桨叶21下端部地形成的，桨叶21能凭借该桨芯22的功能和桨毂10分离或结合。桨叶芯20被夹在桨毂10的话，桨叶芯20的桨芯22贴紧桨毂10的外周面并包裹外周面，从外观上来说，其事实上发挥着和桨毂10相同的功能(图1、图3)。
通过把桨叶芯20插入桨毂10或拔出的过程得到桨叶21与桨毂10互相结合或分离的效果(图2、图3)。为此，桨芯22具备了用来和桨毂10结合的夹槽22a(图3、图5)。夹槽22a的截面以“凹”字形状凹陷并且沿着轴方向的直线形成。与此对应地，桨毂10设有在圆筒状本体外周面按照一定间距突出的夹入用突起10a(图3、图4)。夹入用突起10a的截面为“凸”字形状并且沿着轴方向的直线形成。因此，在夹入用突起10a轻轻夹在夹槽22a后方末端的状态下朝后推桨叶芯20就能直接让桨叶芯20结合到桨毂10(图2)。当然，在该状态下朝前拉桨叶芯20就会让桨叶芯20出来而和桨毂10分离(图2)。在这种情形下，由于夹槽22a与夹入用突起10a全部以轴方向的直线形成而使得把桨叶芯20插入桨毂10或者拔出的过程只需要通过沿着直线方向推或拉桨叶芯20的行为就能轻易完成。
另一方面，夹槽22a的槽宽度沿着轴的中心方向逐渐减小(图3、图5)而夹入用突起10a的突起宽度则沿着轴的中心方向逐渐减小(图3、图4)。凭此，一旦成为桨叶芯20夹在桨毂10上的状态的话，就会成为桨叶芯20无法朝轴的圆周方向脱离的结构(图3)。因此，螺旋桨旋转时即使桨叶芯20在圆周方向受到相当大的力量(离心力)也能让桨叶芯20挺住这种力量并且维持坚固地结合在桨毂10的状态。
另一方面，下面说明夹槽22a与夹入用突起10a的更具体的结构。夹槽22a的一侧设有由桨芯22的两末端以轴的中心方向折曲进去的折曲部22a-1，夹槽22a的另一侧则设有隔着夹槽22a相对于上述折曲部22a-1地沿着轴的中心方向伸展的形状结合部22a-2(图5)。夹入用突起10a包括位于上端的左右两侧的突出部10a-1、位于上述两侧突出部10a-1的中间的凹陷部10a-2(图4)。夹槽22a与夹入用突起10a之间结合时，折曲部22a-1夹入相当于凹陷部10a-2的左右一半的空间而形状结合部22a-2则和上述两侧的突出部10a-1中的某一个突出部10a-1进行形状结合并包裹突出部10a-1的外廓(图3)。凭此，夹槽22a在突出部10a-1的左右两侧具备两个支持点，这在技术上具有下列重要意义。在图1的实施例中，三个桨叶芯20夹在桨毂10后构成一个完整的螺旋桨，在船舶运行途中螺旋桨在顺时针(前进)或逆时针(后退)方向进行反复旋转并且据此导致桨叶芯20也反复承受偏向顺时针或逆时针方向的力量。但是在这个过程中会在桨叶芯20之间产生游隙并且导致螺旋桨发生振动与噪音或者增强振动与噪音。这在某些观点来说，也许是桨叶21与桨毂10采取分离型结构的螺旋桨所无法避免的技术制约。但，本实用新型却通过夹槽22a在突出部10a-1的左右两侧具备支持点的结构解决了上述问题。在图1的实施例中，三个桨叶芯20的桨芯22两末端的夹槽22a被夹入夹入用突起10a以便结合螺旋桨，这种情况下，夹入用突起10a的凹陷部10a-2中两个折曲部22a-1各自占据着相当于凹陷部10a-2的左右一半的空间并且以相互抵接的状态夹入。在该状态下，突出部10a-1就能在螺旋桨进行顺时针或逆时针方向旋转时发挥作用阻止桨叶芯20偏向一侧。亦即，螺旋桨进行顺时针或逆时针方向旋转时，由于和突出部10a-1的左右两侧接触的折曲部22a-1与形状结合部22a-2交替地依靠在突出部10a-1地阻止桨叶芯20偏向一侧，因此即使螺旋桨反复进行顺时针或逆时针方向旋转也不会发生桨叶芯20之间的游隙，更严密地说，相互抵接的状态的折曲部22a-1之间不会产生间隙。
这在诸如本实用新型一样的分离型装置(产品)中是非常重要的问题。分离型装置虽然被制成可分离的，但是一旦完成了结合的状态下如果能够轻易解除该结合状态的话，将在装置的坚固性或耐久性方面造成致命缺陷。但本实用新型如前所述地实现夹槽22a与夹入用突起10a的结合结构而得以让桨叶芯20与桨毂10轻易分离而且在完成了结合的状态下无法轻易解除该结合状态。
另一方面，夹槽22a的一侧面是折曲部22a-1而另一侧面是形状结合部22a-2，上面则由桨芯22包裹，因此如图1及图3的实施例所示，螺旋桨结合时夹入用突起10a被桨芯22遮蔽而无法暴露于外部环境。从而使得本实用新型能够得到防止夹入用突起10a损伤的效果，更概括地说，能够得到防止桨毂10损伤的效果。亦即，船舶运行途中螺旋桨经常会碰到水中的浮游物，如果上述浮游物直接和夹入用突起10a碰撞而导致夹入用突起10a损伤或破损的话，就会出现为了修理而需要把整个桨毂10更换后夹入的问题。当然，这时候不仅修理作业较困难，修理费用也会相当昂贵。但本实用新型由于夹入用突起10a不暴露于外部环境并且可能会碰撞水中浮游物的对象从夹入用突起10a或桨毂10变成桨叶芯20，如果因为和水中浮游物碰撞而导致桨叶芯20损伤或破损的话，只要把该桨叶芯20更换成其它桨叶芯20就能简单地完成修理。如前所述，本实用新型在维护方面也能发挥出较大优点。
在桨毂10的后端部安装遮蔽用突槛11(图3、图4)。遮蔽用突槛11包裹桨毂10的边缘地呈突出形状，该遮蔽用突槛11的作用是防止被夹在桨毂10的桨叶芯20朝桨毂10的后方脱离(图2)
在如前所述地桨叶芯20被夹在桨毂10的状态下把圆形环状罩40夹在桨毂10的前端部外廓(图1、图2)。凭此阻止桨叶芯20朝桨毂10的前方脱离。罩40能通过螺栓结合方式固定在桨毂10。如前所述，本实用新型通过夹槽22a与夹入用突起10a的结合结构、遮蔽用突槛11与罩40的配置进一步巩固桨叶芯20与桨毂10的结合关系并且提高产品的耐久性。在分离本实用新型时只要先从罩40开始拆除即可。
另一方面，现有的舷外马达用螺旋桨为了尽量提高耐蚀性与强度而使用高价非铁金属并且导致其重量较高，而且由于采取精密铸造方式而不利于批量生产。为此，本实用新型的桨毂10由铝制作而桨叶芯20与罩40则由复合材料制作而得以在维持产品耐蚀性与强度的同时实现轻型化，尤其是，通过桨叶芯20与罩40的复合材料注射成型得到产品批量生产及节约成本的效果。
桨毂10的中心形成轴方向的贯通孔12并且在上述贯通孔12内安装橡胶衬套(Bushing)30(图2、图4)。橡胶衬套30的作用是在桨毂10内部包裹轴地安装并且缓和施加在轴上的冲击，但有时候会受到过多的外力而导致橡胶衬套30破裂。在这种情形下，需要更换新的橡胶衬套30。但是如果橡胶衬套30过紧地夹在桨毂10而无法轻易卸下时或者在海上发生了橡胶衬套30破裂的事故时，无法靠人力更换橡胶衬套30而遭遇较大麻烦。
为此，本实用新型的橡胶衬套30被设计成能凭借人力轻易更换的大小，优选地，橡胶衬套30的直径被设计成比贯通孔12的直径大5到10毫米左右。此时橡胶衬套30的材质为橡胶，因此在把橡胶衬套30推入贯通孔12的时候仅靠人力就足够让橡胶衬套30的直径收缩5到10毫米左右。插入贯通孔12的橡胶衬套30则凭借橡胶的弹性性质贴紧贯通孔12的墙面而成为被紧紧夹入桨毂10内部的状态。与此相反地，仅靠人力就足以重新拔出橡胶衬套30地更换橡胶衬套30。
如前所述，本实用新型在舷外马达用螺旋桨损伤时能够轻易更换桨毂10、桨叶21及橡胶衬套30而节约了修理费用与时间，使用复合材料实现产品轻型化而提高燃料消耗率并且容易批量生产。
产业上的用途
本实用新型在舷外马达用螺旋桨损伤时能够节约修理费用与时间，能够通过产品轻型化提高燃料消耗率并且容易批量生产，因此本实用新型是一种能够在造船海洋产业领域广泛地应用并且实现其实用性与经济价值的技术。

Claims (5)

1.一种舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其特征在于，
包括：
桨毂(10)，具备圆筒状本体并且在中心形成了轴方向的贯通孔(12)；
桨叶芯(20)，安装在上述桨毂(10)的外周面；
橡胶衬套(30)，安装在上述桨毂(10)的上述贯通孔(12)内；及
圆形环状罩(40)，安装在上述桨毂(10)的前端部，防止上述桨叶芯(20)脱离到上述桨毂(10)的前方；
上述桨叶芯(20)是桨叶(21)和桨芯(22)的一体型结合体，
上述桨芯(22)是把构成上述桨毂(10)外周面的本体的一部分事先以一体方式结合在上述桨叶(21)的下端部地形成的，上述桨芯(22)的结构让上述桨毂(10)与上述桨叶芯(20)进行结合及分离，
上述桨芯(22)设有其截面以“凹”字形状凹陷并且沿着轴方向的直线形成的夹槽(22a)而上述桨毂(10)则在外周面设有按照一定间距突出并且截面呈”凸”字形状地沿着轴方向的直线形成的夹入用突起(10a)，通过把上述夹入用突起(10a)插入上述夹槽(22a)或拔出的过程实现上述桨毂(10)与上述桨叶芯(20)的结合及分离，
上述夹槽(22a)的一侧设有由上述桨芯(22)的两末端以轴的中心方向折曲进去的折曲部(22a-1)，上述夹槽(22a)的另一侧则设有隔着上述夹槽(22a)相对于上述折曲部(22a-1)地以轴的中心方向伸展的形状结合部(22a-2)，
上述夹入用突起(10a)包括位于上端的左右两侧的突出部(10a-1)、位于上述两侧突出部(10a-1)的中间的凹陷部(10a-2)，
上述夹槽(22a)与上述夹入用突起(10a)之间结合时，上述折曲部(22a-1)夹入相当于上述凹陷部(10a-2)的左右一半的空间而上述形状结合部(22a-2)则和上述两侧的突出部(10a-1)中的某一个突出部(10a-1)进行形状结合并包裹上述突出部(10a-1)的外廓 。
2.根据权利要求1所述的舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其特征在于，
上述夹槽(22a)的槽宽度沿着轴的中心方向逐渐减小，上述夹入用突起(10a)的突起宽度沿着轴的中心方向逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其特征在于，
上述桨毂(10)的后端部安装了包裹上述桨毂(10)的边缘地呈突出形状的遮蔽用突槛(11)而防止上述桨叶芯(20)朝上述桨毂(10)的后方脱离。
4.根据权利要求1所述的舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其特征在于，
上述桨毂(10)由铝制作而上述桨叶芯(20)与上述罩(40)则由复合材料制作。
5.根据权利要求1所述的舷外马达用超轻型复合材料螺旋桨，其特征在于，
上述橡胶衬套(30)的直径比上述贯通孔(12)的直径大5到10毫米。
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