JP2020175679A - 船舶推進装置用プロペラ - Google Patents

Abstract

【課題】組立や分解が容易で整備性が高く、かつ、異物との接触によって軸殻や船外機の出力軸へ伝わる衝撃力を確実に減少させる船舶推進装置用プロペラを提案する。【解決手段】船舶推進装置用のプロペラ３は、船舶推進装置のプロペラシャフト１１に挿抜可能に固定される軸筒２１と、軸筒２１に個別に支持され、かつ隣どうしが隙間２２を空けてプロペラシャフト１１の回転方向へ並ぶ複数の翼部２３と、隣り合う翼部２３の間に設けられる複数のダンパー２５と、を備えている。【選択図】 図４

Description

本発明に係る実施形態は、船舶推進装置用プロペラに関する。

外周縁に複数の凹孔を有する軸殻と、軸殻の軸方向に沿ってそれぞれの凹孔に嵌入される嵌付部を有する複数のスクリューブレードと、を備えるプロペラが知られている。

登録実用新案第３０５５６４２号公報

上記特許文献１のような技術において、軸殻とスクリューブレードとの嵌め合い箇所は、発錆したり、嵌め合い箇所に異物が入り込んだりしても、軸殻とスクリューブレードとを容易に分解し、再組立が可能なように、嵌め合い精度を適宜に確保することが望ましい。

また、従来のプロペラは、スクリューブレードが異物に触れた場合には、樹脂製のスクリューブレードを破損させることで軸殻や軸殻に接続される船外機の出力軸へ伝播する衝撃力を緩衝している。この場合、軸殻とスクリューブレードとの嵌め合いの精度、ひいてはガタツキの程度によっては、軸殻や船外機の出力軸へ衝撃力が伝わる虞がある。

さらに、容易な分解と再組立、および衝撃力の緩衝の全てが成立するよう、軸殻とスクリューブレードとの嵌め合い精度を定めることは難しい。

そこで、本発明は、組立や分解が容易で整備性が高く、かつ、異物との接触によって生じて軸殻や船外機の出力軸へ伝わる衝撃力を確実に減少させる船舶推進装置用プロペラを提案することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る船舶推進装置用プロペラは、船舶推進装置の出力軸に挿抜可能に固定される軸筒と、前記軸筒に個別に支持され、かつ隣どうしが隙間を空けて前記出力軸の回転方向へ並ぶ複数の翼部と、隣り合う前記翼部の間に設けられる複数のダンパーと、を備えている。

本発明によれば、組立や分解が容易で整備性が高く、かつ、異物との接触によって軸殻や船外機の出力軸へ伝わる衝撃力を確実に減少させる船舶推進装置用プロペラを提供できる。

本発明に係る船舶推進装置用プロペラを備える船舶推進装置の斜視図。 本発明に係る船舶推進装置用プロペラを備える船舶推進装置を搭載する船体の斜視図。 本発明に係る船舶推進装置用プロペラを展開した側面図。 本発明に係る船舶推進装置用プロペラを展開した斜視図。 本発明に係る船舶推進装置用プロペラの斜視図。 本発明に係る船舶推進装置用プロペラの矢視Ｘ図。

本発明に係る船舶推進装置用プロペラの実施形態について図１から図６を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号が付されている。

なお、以下の各実施形態において船舶推進装置の「前方」は、この船舶推進装置が搭載される船体の前進方向に一致する。

図１に示すように、本実施形態に係る船舶推進装置は、例えば電動船外機８０である。

電動船外機８０は、駆動源として電動モータ８１を備えている。船体１００には、電動モータ８１に電力を供給する電源装置９０が設けられている。電動船外機８０と電源装置９０とは、電力供給、および信号伝達に兼用の外部ケーブル９１を介して接続されている。

電動船外機８０は、船外機本体１と、取付ブラケット２と、を備えている。取付ブラケット２は、船外機本体１を船体１００のトランサム１０１に取り付けている。

船外機本体１は、上部に配置された電動モータ８１の駆動力により下部に配置されたプロペラ３を回転駆動する。

船外機本体１の上部にはモータカバー５が設けられている。電動モータ８１は、モータカバー５内に収納されている。

モータカバー５の前下部には操舵ハンドル６が設けられている。操舵ハンドル６は、モータカバー５の前方へ延びている。操舵ハンドル６の先端には、電動モータ８１の出力調整用のスロットグリップ７が設けられている。操舵ハンドル６には、電動モータ８１の正転と逆転とを切り替えるシフトスイッチ（図示省略）が設けられている。

モータカバー５の下部には、ドライブシャフトハウジング８が設けられている。ドライブシャフトハウジング８は、モータカバー５の下方へ向かって延びている。ドライブシャフトハウジング８の下部には、ギアケース９が設けられている。

ドライブシャフトハウジング８の内部にはドライブシャフト（図示省略）が配置されている。ギアケース９の内部にはプロペラシャフト１１が配置されている。プロペラシャフト１１は、船舶推進装置の出力軸である。プロペラシャフト１１の後端には、プロペラ３が回転一体に設けられている。

電動モータ８１の駆動力は、ドライブシャフト、およびプロペラシャフト１１を経てプロペラ３へ伝達される。電動モータ８１の駆動力は、プロペラ３を正転または逆転させる。なお、プロペラ３の正転とは、船体１００を前進させる推進力を生じさせる回転方向であり、プロペラ３の逆転とは、船体１００を後退させる推進力を生じさせる回転方向である。

取付ブラケット２は、船体１００のトランサム１０１を把持可能である。取付ブラケット２は、船外機本体１を船体１００に対して水平方向に旋回可能および前後方向に旋回可能に支持している。したがって、電動船外機８０は、船外機本体１を船体１００に対して前後方向に傾けてチルトやトリムをさせることができる。また、電動船外機８０は、操舵ハンドル６の水平方向への操作に応じて船外機本体１の水平方向の向きを変更する。

電源装置９０は、船体１００のデッキ１０２に設置されている。

次いで、プロペラ３について詳細に説明する。

図４から図７に示すように、本実施形態に係る船舶推進装置用のプロペラ３は、船舶推進装置の出力軸としてのプロペラシャフト１１に挿抜可能に固定される軸筒２１と、隣どうし隙間２２を空けてプロペラシャフト１１の回転方向へ並び、かつ軸筒２１に個別に支持される複数の翼部２３と、隣り合う翼部２３の間に設けられる複数のダンパー２５と、を備えている。

また、プロペラ３は、複数の翼部２３それぞれが独立した分割構造を有している。そして、プロペラ３は、それぞれの翼部２３を軸筒２１に個別に独立して嵌合させる嵌合構造２６を有している。

そして、プロペラ３は、プロペラシャフト１１の軸方向において複数の翼部２３および複数のダンパー２５を位置決めする一対の位置決部材２８、２９を備えている。また、一対の位置決部材２８、２９は、複数の翼部２３および複数のダンパー２５を一括して挟み込んでいる。

軸筒２１は、プロペラシャフト１１を差し込む中心孔３１を有している。また、軸筒２１は、プロペラシャフト１１の径方向へ放射状に突出する複数の凸部３２を備えている。

中心孔３１は、軸筒２１の軸方向に延び、かつ軸筒２１の周方向へ等間隔に並ぶ複数の溝を有する、スプライン溝孔である。スプラインは、例えばインボリュートスプラインや、角形スプラインである。中心孔３１は、スプライン軸であるプロペラシャフト１１にスプライン嵌合している。

複数の凸部３２は、プロペラシャフト１１の回転方向へ実質的に等間隔に並んでいる。したがって、本実施形態のように凸部３２が３つある場合には、複数の凸部３２は、軸筒２１の中心線のまわりに１２０度毎に配置されている。それぞれの凸部３２は、軸筒２１の径方向へ延びる仮想的な線分Ａを対称軸とする線対称な形状を有している。複数の凸部３２の対称軸は、軸筒２１の中心線のまわりに１２０度毎に配置されている。

それぞれの凸部３２は、軸筒２１の径方向に突出する腕部３５と、腕部３５の突出端に一体化された円柱部３６と、を有している。腕部３５と円柱部３６とは、プロペラシャフト１１の軸方向（プロペラシャフト１１の延び方向）に延びている。円柱部３６の直径は、軸筒２１の径方向に直交する方向における腕部３５の厚みよりも大きい。

複数の翼部２３は、実質的に同じ構成、同じ形状を有している。複数の翼部２３は、軸筒２１の周方向へ等間隔に並んでいる。したがって、本実施形態のように翼部２３が３つある場合には、複数の翼部２３は、軸筒２１の中心線のまわりに１２０度毎に同じ形状を有している。

それぞれの翼部２３は、円弧部４１と、円弧部４１から突出する翼素４２と、を備えている。

円弧部４１は、プロペラシャフト１１の軸方向視において、円環を扇状に切り取った形状を有している。円弧部４１は、円弧状の壁形状を有している。円弧部４１の中心角は、３６０度を翼部２３の総数で除した（割った）角度に等しい。したがって、本実施形態のように翼部２３が３つある場合には、円弧部４１の中心角は１２０度に設定される。また、円弧部４１は、プロペラシャフト１１の軸方向に延びる柱形状を有している。円弧部４１は、軸筒２１に対面する内周面と、翼素４２が設けられる外周面と、隣の翼部２３の円弧部４１に対面する側面と、を有している。また、円弧部４１は、プロペラシャフト１１の根元に近い第一端面４１ａと、プロペラシャフト１１の自由端に近い第二端面４１ｂと、を有している。

円弧部４１の内周面には、軸筒２１の凸部３２を嵌め込み可能な凹部４５が設けられている。凹部４５は、円弧部４１の中心角の二等分線Ｂを対称軸とする線対称な形状を有している。

凹部４５は、凸部３２の腕部３５を嵌め込み可能な等幅溝部４６と、凸部３２の円柱部３６を嵌め込み可能な円形溝部４７と、を有している。凹部４５は、円弧部４１の第一端面４１ａから第二端面４１ｂへ達している。軸筒２１の凸部３２は、円弧部４１の第一端面４１ａ側から凹部４５に差し込むようにして凹部４５に嵌め込まれる。

円弧部４１の側面には、円弧形断面を有するタンパー溝４８が設けられている。タンパー溝４８の断面形状は、半円弧よりもやや浅い。隣り合う２つの翼部２３のタンパー溝４８は、対面し合って実質的に円形のダンパー挿入空間４９を形成する。

複数の円弧部４１は、複数の翼部２３全体で軸筒２１の周囲を囲む円環を形成する。

隣り合う２つの翼部２３の間のそれぞれには、隙間２２が設けられている。隙間２２は、隣り合う２つの円弧部４１の間のそれぞれに設けられている。それぞれの隙間２２は、対面する円弧部４１の二つの側面の間の空間である。つまり、複数の隙間２２は、複数の翼部２３と同数設けられている。それぞれの隙間２２は、プロペラシャフト１１の径方向へ間隔（隣り合う翼部２３を隔てる距離）を保って延びている。複数の隙間２２は実質的に同じ広さを有している。複数の隙間２２は、プロペラシャフト１１の回転方向へ実質的に等間隔に配置されている。したがって、本実施形態のように翼部２３が３つある場合には、複数の隙間２２は、軸筒２１の中心線のまわりに１２０度毎に配置されている。

それぞれの隙間２２は、それぞれのダンパー挿入空間４９を含んでいる。つまり、ダンパー挿入空間４９は、複数あって、プロペラシャフト１１の回転方向へ実質的に等間隔に、複数の翼部２３と同数設けられている。本実施形態のように翼部２３が３つある場合には、複数のダンパー挿入空間４９は、軸筒２１の中心線のまわりに１２０度毎に配置されている。

それぞれのダンパー２５は、例えば防振ゴム製である。それぞれのダンパー２５は、それぞれの隙間２２に配置されている。より具体的には、それぞれのダンパー２５は、それぞれのダンパー挿入空間４９に設けられている。それぞれのダンパー２５は、軸筒２１の中心に平行な柱形状を有している。

複数のダンパー２５は、プロペラシャフト１１の回転方向へ実質的に等間隔に並んでいる。本実施形態のように翼部２３が３つある場合には、複数のダンパー２５は、軸筒２１の中心線のまわりに１２０度毎に配置されている。

嵌合構造２６は、軸筒２１の複数の凸部３２と、複数の翼部２３の凹部４５と、を含んでいる。嵌合構造２６は、複数の翼部２３を軸筒２１に嵌合させる複数の嵌合箇所５１を有している。換言すると、嵌合構造２６は、嵌合箇所５１のそれぞれに設けられて軸筒２１の中心に平行な柱形状の複数の凸部３２と、複数の凸部３２それぞれに嵌め込み可能な複数の凹部４５とを有している。それぞれの翼部２３は、それぞれの嵌合箇所５１で軸筒２１に個別に嵌合され、支持されている。複数の嵌合箇所５１は、プロペラシャフト１１の回転方向へ実質的に等間隔に並んでいる。

それぞれの凸部３２は、それぞれの凹部４５にすきまばめで嵌め込まれている。つまり、凸部３２は凹部４５へ容易に挿抜することができる。凸部３２と凹部４５との間に生じる隙間は、凸部３２に対する翼部２３のプロペラ３の回転方向の動きを許容する。

他方、それぞれのダンパー２５は、それぞれのダンパー挿入空間４９にしまりばめで嵌め込まれている。そして、しまりばめで嵌め込まれた複数のダンパー２５は、凸部３２に対する翼部２３のプロペラ３の回転方向の動きを抑え込む。その結果、プロペラ３に異物が接触して衝撃力が発生しても、この衝撃力が複数のダンパー２５で吸収される。

また、容易に嵌合させることが可能な軸筒２１と複数の翼部２３とは、ダンパー挿入空間４９にしまりばめで嵌め込まれた複数のダンパー２５によって、容易に分解しない状態で保持されている。

なお、凸部３２と凹部４５との配置関係は反転していても良い。つまり、軸筒２１に凹部４５が設けられ、翼部２３に凸部３２が設けられていても良い。

それぞれのダンパー２５は、隣り合う嵌合箇所５１の中間位置のそれぞれに配置されている。つまり、複数のダンパー２５と複数の嵌合箇所５１とは、プロペラシャフト１１の回転方向へ交互に等間隔に並んでいる。本実施形態のようにダンパー２５が３つあり、嵌合箇所５１が３つ圧場合には、複数のダンパー２５と複数の嵌合箇所５１とは、プロペラシャフト１１の回転方向へ交互に６０度毎に並んでいる。換言すると、それぞれのダンパー２５は、軸筒２１の中心を頂点にして隣り合う一対の嵌合箇所５１がなす角の二等分線上に配置されている。それぞれの嵌合箇所５１は、軸筒２１の中心を頂点にして隣り合う一対のダンパー２５がなす角の二等分線上に配置されている。

複数の凹部４５と複数の凸部３２との嵌合中心は軸筒２１の軸中心に対して同心円上に配置されている。なお、複数の凹部４５と複数の凸部３２との嵌合中心とは、凸部３２の円柱部３６の中心、または凹部４５の円形溝部４７の中心である。

複数のダンパー２５の中心は、軸筒２１の軸中心に対して同心円上に配置されている。

複数の嵌合中心が配置されている同心円と、複数のダンパー２５の中心が配置されている同心円と、は一致していなくても良い。本実施形態では、複数の嵌合中心が配置されている同心円と複数のダンパー２５の中心が配置されている同心円とは、一致している。

第一位置決部材２８は、プロペラシャフト１１の根元に近い場所に設けられている。第一位置決部材２８は、プロペラシャフト１１に対するプロペラ３の挿入位置を決めるストッパーである。第一位置決部材２８は、スプライン穴を有してプロペラシャフト１１のスプラインに嵌合されている。

第二位置決部材２９は、プロペラシャフト１１の自由端に近い場所に設けられている。第二位置決部材２９は、プロペラシャフト１１にプロペラ３を固定するためのナット５５とプロペラ３との間に挟まるワッシャーである。第二位置決部材２９は、ナット５５の締め付け力をプロペラ３に伝達して位置決部材２８、２９に挟み込まれたプロペラ３を第一位置決部材２８に押さえ付ける。

第一位置決部材２８は、軸筒２１のプロペラシャフト１１の根元に近い第一端面２１ａに接している。第二位置決部材２９は、軸筒２１のプロペラシャフト１１の自由端に近い第二端面２１ｂに接している。第一位置決部材２８は、軸筒２１の凸部３２の第一端面２１ａ、およびダンパー２５の第一端面２５ａに接する直径を有している。第二位置決部材２９は、軸筒２１の凸部３２の第二端面２１ｂ、およびダンパー２５の第二端面２５ｂに接する直径を有している。したがって、軸筒２１の両端面を挟み込む位置決部材２８、２９は、複数の翼部２３、および複数のダンパー２５がプロペラシャフト１１の軸方向へ移動して軸筒２１から分離してしまうことを防いでいる。

ナット５５は、プロペラシャフト１１の自由端部に設けられる螺子部１１ａに締め付けられる。ナット５５は、ナット５５と螺子部１１ａとをプロペラシャフト１１の径方向へ貫き通されるコッターピン５６（Split pin、Cotter pin）によって緩んで抜けることを防止されている。

なお、船舶推進装置は、船舶に推進力を与える駆動源の全てを対象とし、本実施形態に係る船外機には限定されない。

以上のように、本実施形態に係る船舶推進装置用のプロペラ３は、プロペラシャフト１１に挿抜可能に固定される軸筒２１と、隣り合う翼部２３の間に隙間２２を空けてプロペラシャフト１１の回転方向へ並び、かつ軸筒２１に個別に支持される複数の翼部２３と、隣り合う翼部２３の間に設けられる複数のダンパー２５と、を備えている。そのため、プロペラ３は、金属材料製の翼部２３に比べて嵌め合い精度の劣る樹脂材料製の翼部２３を採用する場合であっても、隣り合う翼部２３の間に挟み込まれるダンパー２５によって、所定の性能の確保し、かつプロペラ３の組み立てが可能である。

また、プロペラ３は、軸筒２１と翼部２３との間の嵌め合い精度が悪くても誤差を吸収することができる。

さらに、プロペラ３は、翼素４２に異物が衝突した際の衝撃をダンパー２５で緩衝することもできる。

そして、プロペラ３は、特定の翼素４２に不都合が生じた場合に、その翼素４２のみを単独で交換可能な組立構造を有しているため、整備性、および保守性が極めて高く、ユーザーの利便性に資する。具体的には、プロペラ３は、プロペラシャフト１１の軸方向へ軸筒２１、翼部２３、およびダンパー２５を移動させることで組立および分解を容易に行うことができる。このような、極めで簡潔な構造を有するプロペラ３は、仮に錆が発生して嵌合構造２６に抵抗が生じても、分解および整備を容易に行うことができる。

また、プロペラ３は、軸筒２１と翼部２３との間の嵌め合い部分におけるガタツキをダンパー２５で抑えることができる。このことは、プロペラ３の製造性を向上させ、プロペラ３のコストを抑制し、回転にともなう騒音を減少させる。

さらに、本実施形態に係る船舶推進装置用のプロペラ３は、隣り合う嵌合箇所５１の中間位置に配置されるダンパー２５を備えている。そのため、プロペラ３は、同じ構成、同じ形状の翼部２３およびダンパー２５を組み合わせて、回転体としてバランスがよく、不釣り合いが少ない。

また、本実施形態に係る船舶推進装置用のプロペラ３は、軸筒２１の中心に平行な柱形状の複数の凸部３２と、複数の凸部それぞれに嵌め込み可能な複数の凹部４５と、軸筒２１の中心に平行な柱形状を有する複数のダンパー２５と、を備えている。そのため、プロペラ３は、同じ構成、同じ形状の翼部２３を容易に均等に配置することができる。

さらに、本実施形態に係る船舶推進装置用のプロペラ３は、軸筒２１の軸中心に対する同心円上に配置される複数の嵌合箇所５１と、軸筒２１の軸中心に対する同心円上に配置される複数のダンパー２５と、を備えている。そのため、プロペラ３は、同じ構成、同じ形状の翼部２３を極めて容易に均等に配置することができる。

また、本実施形態に係る船舶推進装置用のプロペラ３は、複数の翼部２３および複数のダンパー２５を一括して挟み込み、プロペラシャフト１１の軸方向において複数の翼部２３および複数のダンパー２５を位置決めする一対の位置決部材２８、２９を備えている。そのため、プロペラ３は、プロペラシャフト１１の軸方向へ軸筒２１、翼部２３、およびダンパー２５を移動させることで組立および分解を極めて容易に行うことができる。

したがって、本実施形態に係る船舶推進装置用プロペラ３は、組立や分解が容易で整備性が高く、かつ、異物との接触によって軸筒２１や電動船外機８０のプロペラシャフト１１へ伝わる衝撃力を確実に減少させることができる。

１…船外機本体、２…取付ブラケット、３…プロペラ、５…モータカバー、６…操舵ハンドル、７…スロットグリップ、８…ドライブシャフトハウジング、９…ギアケース、１１…プロペラシャフト、１１ａ…螺子部、２１…軸筒、２２…隙間、２３…翼部、２５…ダンパー、２６…嵌合構造、２８…第一位置決部材、２９…第二位置決部材、３１…中心孔、３２…凸部、３５…腕部、３６…円柱部、４１…円弧部、４２…翼素、４５…凹部、４６…等幅溝部、４７…円形溝部、４８…タンパー溝、４９…ダンパー挿入空間、５１…嵌合箇所、５５…ナット、５６…コッターピン、８０…電動船外機、８１…電動モータ、９０…電源装置、９１…外部ケーブル、１００…船体、１０１…トランサム、１０２…デッキ。

Claims (5)

1. 船舶推進装置の出力軸に挿抜可能に固定される軸筒と、
   前記軸筒に個別に支持され、かつ隣どうしが隙間を空けて前記出力軸の回転方向へ並ぶ複数の翼部と、
   隣り合う前記翼部の間に設けられる複数のダンパーと、を備える船舶推進装置用プロペラ。
2. 前記複数の翼部を前記軸筒に個別にそれぞれ嵌合させる嵌合構造を有し、
   前記複数の翼部と前記軸筒との複数の嵌合箇所は、前記出力軸の回転方向へ実質的に等間隔に並び、
   前記複数のダンパーは、隣り合う前記嵌合箇所の中間位置それぞれに配置されている請求項１に記載の船舶推進装置用プロペラ。
3. 前記嵌合構造は、前記嵌合箇所にそれぞれ設けられて前記軸筒の中心軸に平行な柱形状の複数の凸部と、前記複数の凸部にそれぞれ嵌め込み可能な複数の凹部とする構造であり、
   前記複数のダンパーは、前記軸筒の中心軸に平行な柱形状である請求項２に記載の船舶推進装置用プロペラ。
4. 前記複数の凹部と前記複数の凸部との嵌合中心は前記軸筒の軸中心の同心円上に配置され、
   前記複数のダンパーの中心は、前記軸筒の軸中心の同心円上に配置されている請求項３に記載の船舶推進装置用プロペラ。
5. 前記複数の翼部および前記複数のダンパーを一括して挟み込み、前記複数の翼部および前記複数のダンパーを前記出力軸に位置決めする一対の位置決め部材を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の船舶推進装置用プロペラ。

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