JP2011093396A - 船舶のプロペラ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】プロペラボスの重量を大きくすることなく、且つ、プロペラボスによる抵抗を抑制することができる、船舶のプロペラ構造を提供する。
【解決手段】船体の船尾２に取り付けられ、前記船尾から前記船体の後方に突出する突出部１１を有するプロペラ軸部材３と、前記突出部に設けられ、前記突出部を補強するボス５と、前記ボスに支持される羽根部材７と、前記ボスに取り付けられ、前記ボスよりも密度が小さく、前記船尾に沿って流れる水の流れを整流するカバー部材６とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶のプロペラ構造に関する。

船舶には、推進力を得るために、プロペラ構造が設けられる。プロペラ構造は、通常、船尾に設けられる。

図１は、船尾に取り付けられたプロペラ構造１００の一例を示す概略図である。図１に示されるように、船尾１０１は、船体から後方に向かって突出するように形成される。プロペラ構造１００は、船尾１０１に設けられており、プロペラ軸部材１０２、船尾管軸受１０３、ボス１０４、及び羽根部材１０５を備えている。プロペラ軸部材１０２は、船尾１０１から後方に向かって突出するように伸びている。船尾管軸受１０３は、船尾１０１に配置されており、プロペラ軸部材１０２を支持している。ボス１０４は、プロペラ軸部材１０２の突出部分に設けられており、羽根部材１０５を支持することができるように、プロペラ軸部材１０２を補強している。このプロペラ構造１００では、プロペラ軸部材１０２が回転することにより、羽根部材１０５が回転し、船舶を推進させる推進力が得られる。

プロペラ構造に対しては、高い推進性能が得られるような構造であることが求められる。

関連技術として、特許文献１（実開平７−２１５００号公報）に記載されたポッドプロペラが挙げられる。このポッドプロペラでは、スクリュープロペラに、プロペラ側ケーシングの外面と連続する流線型状の整流カバーが設けられる。これにより、全体として軽量化を計ると共に外面に不連続部を生じないようにしているため、水流の乱れが生じない点が記載されている。

実開平７−２１５００号公報

図１に示されるプロペラ構造１００において、ボス１０４の前方側端面１０７の外形が、船尾１０１の後端面１０６の形状に対応していないと、ボス１０４部分において水の流れに乱れが生じ、高い推進性能が得られないことがある。そのため、図１に示されるように、前方側端面１０７の形状を、後端面１０６の対応させることが考えられる。しかし、この場合には、ボス１０４が、不必要に大きくなってしまうことがある。ボス１０４は、通常、羽根部材１０５を支持するのに必要な強度を得るため、金属などの重い材料により構成される。ボス１０４の形状が不必要に大きいと、ボス１０４の重量も大きくなり、推進性能の観点から不利になる。

従って、ボス１０４の重量を大きくすることなく、且つ、ボス１０４部分による抵抗を抑制することが望まれる。

尚、特許文献１には、ポッドプロペラに関する技術は記載されているが、船尾に設けられるプロペラ構造に関する記載はない。

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明に係る船舶のプロペラ構造（１）は、船体の船尾（２）に取り付けられ、船尾（２）から船体の後方に突出する突出部を有する、プロペラ軸部材（３）と、突出部に設けられ、突出部を補強する、ボス（５）と、ボス（５）に支持される、羽根部材（７）と、ボス（５）に着脱自在に取り付けられ、ボス（５）よりも密度が小さく、船尾（２）に沿って流れる水の流れを整流する、カバー部材（６）とを具備する。この発明によれば、カバー部材（６）により、水の流れを整流することができる。加えて、カバー部材（６）の密度がボス（５）よりも小さいので、重量の増加を最小限に抑えることができる。

船尾（２）は、船体の後方に向かって突出するような形状である。この場合、ボス（５）の前方側の端部の外形は、船尾（２）の後端面（９）よりも小さく、カバー部材（６）の前方側の端部の外形は、船尾の後端面（９）に対応する形状であることが好ましい。

一観点から、カバー部材（６）は、ボルト（８）により、ボス（５）に取り付けられていることが好ましい。

他の一観点から、プロペラ構造（１）は、更に、突出部においてプロペラ軸部材（３）からプロペラ軸部材（３）に垂直な方向に伸びる、複数のフランジ（１０）を具備しており、カバー部材（６）は、フランジ（１０）間に配置され、ボルト（８）を介してフランジ（１０）に固定されていることが好ましい。

カバー部材（６）の外径は、前方側から後方側に向かって曲線的に変化していることが好ましい。

プロペラ軸、前記ボス、及び前記羽根部材は、金属製であり、カバー部材は、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）製であることが好ましい。

プロペラ軸、前記ボス、及び前記羽根部材は、一体に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、ボスの重量を大きくすることなく、且つ、ボス部分による抵抗を抑制することができる、船舶のプロペラ構造が提供される。

プロペラ構造の一例を示す概略図である。 第１の実施形態に係るプロペラ構造を示す概略断面図である。 カバー部材の一例を概略的に示す展開図である。 カバー部材の一例を概略的に示す展開図である。 第２の実施形態に係るプロペラ構造を示す概略断面図である。 第３の実施形態に係るプロペラ構造を示す概略断面図である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図２は、本実施形態に係るプロペラ構造１を示す概略断面図である。図２に示されるように、前方及び後方が定義されている。図２に示されるように、プロペラ構造１は、船体の船尾２に取り付けられている。ここで、船尾２は、船体の後方に突出するように形成されており、後端面９を有している。

プロペラ構造１は、プロペラ軸部材３、船尾管軸受４、ボス５、カバー部材６、及び羽根部材７を備えている。

プロペラ軸部材３は、船尾２から後方に向かって突き出ている。プロペラ軸部材３のうち、船尾２から突き出ている部分が、以下、突出部１１と記載される。

船尾管軸受４は、船尾２に配置されている。船尾管軸受４は、プロペラ軸部材３を回転可能に支持している。

ボス５は、プロペラ軸部材３の突出部１１に設けられている。ボス５は、プロペラ軸部材３と同じ材料により形成され、プロペラ軸部材３と一体に形成されている。ボス５の外径は、プロペラ軸部材３の外径よりも大きい。ボス５により、突出部１１の強度が補強されている。

羽根部材７は、ボス５と同じ材料により形成され、ボス５に一体に取り付けられている。

カバー部材６は、ボス５の外周面を被覆するように配置されている。カバー部材６は、ボルト８によって、ボス５に固定されている。カバー部材６は、ボス５よりも密度が小さい材料により構成される。

図３は、カバー部材６の一例を概略的に示す展開図である。図３に示されるように、カバー部材６は、周方向で複数の部材に分割されており、羽根部材７が取り付けられた部分を除いて、ボス５を被覆している。尚、図４に示されるように、カバー部材６は、前後方向において分割されていてもよい。

上述のプロペラ構造１００では、プロペラ軸部材３が回転することにより、羽根部材３が回転する。これにより、船体を推進させるための推進力が得られる。

ここで、ボス５の径は、羽根部材５を支持するのに必要な最小限の径に設定されている。その結果、ボス５の外形は、船尾２の後端面９の形状よりも小さくなっている。後方側から見たときに、ボス５の外縁は、後端面９よりも内側に位置している。このように、ボス５の外形が後端面９の形状に対応していないと、ボス５と船尾２との間で、段差が生じることになる。その結果、船尾２とボス５との間で水流に乱れが生じ、得られる推進性能に損失が生じる。

そこで、本実施形態では、カバー部材６が設けられている。カバー部材６の前方側端部１２における外形は、船尾２の後端面９に対応している。これにより、カバー部材６は、船尾２に沿う水の流れを整流する。図２に示されるように、船尾２に沿う水流は、カバー部材６の表面に沿う水流と滑らかに接続され、推進性能に生じる損失を少なくすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、カバー部材６を用いることにより、突出部１１の外形を、水流の観点から高い推進性能が得られるような形状に、調整することができる。加えて、ボス５の大きさを、羽根部材７を支持するのに必要な最小限の大きさに留めることができる。ボス５の重量を不必要に増加させる必要がない。プロペラ構造１の軽量化と、整流とを両立させることが可能となり、推進性能を著しく向上させることが可能になる。

尚、プロペラ軸部材３、ボス５、及び羽根部材７は、例えば、金属製であることが好ましく、銅と他の金属（ニッケル、アルミ、青銅、など）との合金などであることが好ましい。また、カバー部材６は、例えば、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）製であることが好ましい。ＦＲＰの密度は、銅合金の密度の１／４以下であり、水流を調整するためにボス５を大きくする場合と比較して、十分に軽量化を図ることが可能になる。

また、本実施形態では、カバー部材６がボルト８によってボス５に取り付けられる場合について説明した。但し、カバー部材６を取り付けるために、必ずしもボルト８が用いられる必要はない。例えば、カバー部材６が、接着剤を介してボス５に取り付けられてもよい。

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係るプロペラ構造１を示す概略断面図である。本実施形態では、突出部１１にフランジ１０が取り付けられている点において、第１の実施形態と異なっている。その他の点については、第１の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

フランジ１０は、ボス５の前方及び後方のそれぞれに、取り付けられている。フランジ１０は、プロペラ軸部材３から、プロペラ軸部材３と垂直な方向に伸びている。

本実施形態では、カバー部材６が、前方のフランジ１０と後方のフランジ１０との間に配置されている。カバー部材６は、ボルト８によって、フランジ１０に固定されている。ここで、ボルト８は、プロペラ軸部材３に平行に伸びている。

本実施形態のような構成を採用しても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本実施形態では、ボルト８が、プロペラ軸部材３と平行に伸びている。ボルト８がプロペラ軸部材３と垂直に伸びている場合には、ボルト８を取り付ける際に、羽根部材７が邪魔になることがある。これに対して、本実施形態によれば、羽根部材７が設けられた側とは異なる側から、ボルト８を取り付けることができる。従って、ボルト８を取り付ける際に、羽根部材７が邪魔にならない。カバー部材６を簡単に取り付けることが可能になる。特に、羽根部材７の翼数が多く、翼と翼との間隔が狭い場合には、カバー部材６の取り付け作業をより簡単に行うことが可能になる。

（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係るプロペラ構造１を示す概略断面図である。本実施形態では、カバー部材６の形状が工夫されている。その他の点については、既述の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

図６に示されるように、カバー部材６の外径は、前方側から後方側に向かって曲線的に変化している。具体的には、カバー部材６の表面に沿う水流がカバー部材６の後端部において滑らかにカバー部材６から剥離するように、カバー部材６の外径６が曲線的に変化している。このような構成を採用することによっても、既述の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。加えて、本実施形態によれば、カバー部材６の後端部において、水流がボスから剥離する際に生じる剥離抵抗を軽減することが可能になる。その結果、推進性能を、より向上することができる。

以上、本発明について、第１の実施形態乃至第３の実施形態を用いて説明した。但し、これらの実施形態は互いに独立するものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせて用いることも可能である。

１ 船舶のプロペラ構造
２ 船尾
３ プロペラ軸
４ 船尾管軸受
５ ボス
６ カバー部材
７ 羽根部材
８ ボルト
９ 船尾の後端面
１０ フランジ
１１ 突出部
１２ 前方側端部
１００ 船舶のプロペラ構造
１０１ 船尾
１０２ プロペラ軸部材
１０３ 船尾管軸受
１０４ ボス
１０５ 羽根部材
１０６ 船尾の後端面

Claims (7)

1. 船体の船尾に取り付けられ、前記船尾から前記船体の後方に突出する突出部を有する、プロペラ軸部材と、
   前記突出部に設けられ、前記突出部を補強する、ボスと、
   前記ボスに支持される、羽根部材と、
   前記ボスに取り付けられ、前記ボスよりも密度が小さく、前記船尾に沿って流れる水の流れを整流する、カバー部材と、
   を具備する
   船舶のプロペラ構造。
2. 請求項１に記載された船舶のプロペラ構造であって、
   前記船尾は、前記船体の後方に向かって突出するような形状であり、
   前記ボスの前方側の端部の外形は、前記船尾の後端面よりも小さく、
   前記カバー部材の前方側の端部の外形は、前記船尾の後端面に対応する形状である
   船舶のプロペラ構造。
3. 請求項１または２に記載された船舶のプロペラ構造であって、
   前記カバー部材は、ボルトにより、前記ボスに取り付けられている
   船舶のプロペラ構造。
4. 請求項１または２に記載された船舶のプロペラ構造であって、
   更に、
   前記突出部において、前記ボスの前方及び後方に設けられ、前記プロペラ軸部材から前記プロペラ軸部材に垂直な方向に伸びる、フランジ
   を具備し、
   前記カバー部材は、前記前方のフランジと前記後方のフランジ間に配置され、前記プロペラ軸部材と平行に伸びるボルトを介して、前記フランジに固定されている
   船舶のプロペラ構造。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載された船舶のプロペラ構造であって、
   前記カバー部材の外径は、前方側から後方側に向かって曲線的に変化している
   船舶のプロペラ構造。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載された船舶のプロペラ構造であって、
   前記プロペラ軸、前記ボス、及び前記羽根部材は、金属製であり、
   前記カバー部材は、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）製である
   船舶のプロペラ構造。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載された船舶のプロペラ構造であって、
   前記プロペラ軸、前記ボス、及び前記羽根部材は、一体に形成されている
   船舶のプロペラ構造。

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