JP2021037828A - 可変ピッチプロペラ - Google Patents

Abstract

【課題】プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、ハブボルテックスを低減することにより、良好なプロペラ効率を達成する。【解決手段】可変ピッチプロペラのプロペラ翼は、プロペラボスに回動可能に取り付けられている。プロペラボスのうちプロペラ翼より後方、又は、プロペラボスの後方に取り付けられたボスキャップ上には、プロペラ翼に対して相対的に移動可能に取り付けられたフィンが備えられる。【選択図】図３

Description

本開示は、プロペラ翼のピッチ角を変更可能な可変ピッチプロペラに関する。

船舶の推進効率は、船体の抵抗、プロペラ効率、並びに、船体及びプロペラの相互影響などに基づいて決定され、近年の地球環境への負担低減への流れを受けて、より一層の高効率化が求められている。プロペラ効率を低下させる要因の一つとしてハブボルテックスが知られており、それを低減するための様々なデバイスが提案されている。例えば特許文献１〜３では、プロペラ翼より後方側において、プロペラ翼が取り付けられるプロペラボスや、プロペラボスの後方に取り付けられるボスキャップの表面に、ハブボルテックスを低減するためのフィンを設けることが開示されている。

特開昭６３−１５４４９４号公報 特開２０１０−２１５１８７号公報 特開２０１０−２３４８６１号公報

上記特許文献１〜３では、プロペラ翼より後方側にフィンを設けることでハブボルテックスの低減を図っている。このようなフィンは、翼弦長やフィン高さ、取付け角、プロペラ翼との位置関係などの数多くの要素を考慮して設計される。

ところで、船舶に用いられるプロペラとして、近年、減速運航時における燃費性能向上などを目的として、プロペラ翼のピッチ角を変更可能な可変ピッチプロペラが用いられることがある。可変ピッチプロペラは、船舶の運航状況に応じてプロペラ翼のピッチ角が変更される。上記特許文献１〜３では、プロペラ翼がプロペラボスに対して固定される固定ピッチプロペラが用いられているため、ハブボルテックスを低減するためのフィンの角度や位置の設計が容易であるが、可変ピッチプロペラを採用した場合には、状況に応じてプロペラ翼のピッチ角が変化するため、フィンの性能を十分に発揮できないおそれがある。

本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、ハブボルテックスを低減することにより、良好なプロペラ効率を達成可能な可変ピッチプロペラを提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る可変ピッチプロペラは上記課題を解決するために、
少なくとも１のプロペラ翼がプロペラボスに回動可能に取り付けられている可変ピッチプロペラにおいて、
前記プロペラボスのうち前記プロペラ翼より後方、又は、前記プロペラボスの後方に取り付けられたボスキャップ上に、前記プロペラ翼に対して相対的に移動可能に取り付けられたフィンを備える。

上記（１）の構成によれば、プロペラ翼のピッチ角が変更可能な可変ピッチプロペラにおいて、プロペラボスのうちプロペラ翼より後方、又は、プロペラボスの後方に取り付けられたボスキャップ上に、ハブボルテックスを低減するためのフィンが設けられる。このフィンはプロペラ翼のピッチ角に応じて、プロペラ翼に対して相対的に移動可能に構成される。これにより、プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、フィンとプロペラ翼との位置関係を適切に調整することで、ハブボルテックスを低減し、良好なプロペラ効率を達成することができる。
尚、フィンとプロペラ翼との相対的な位置関係の調整は、例えばフィン又はプロペラ翼の取り付け角度、翼弦長、取り付け箇所からの高さなどの各種パラメータによって規定されるが、これらのうち少なくとも一つのパラメータを変化させる場合を含む。

（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、
前記フィンは前記ボスキャップ上に配設され、
前記ボスキャップは前記プロペラボスに対して回動可能に取り付けられている。

上記（２）の構成によれば、フィンが配設されたボスキャップをプロペラボスに対して回動することで、フィンとプロペラ翼との相対的位置関係を調整することができる。

（３）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の構成において、
前記フィンは前記ボスキャップ上に回動可能に取り付けられている。

上記（３）の構成によれば、ボスキャップ上でフィンを回動させることにより、フィンとプロペラ翼との相対的位置関係を調整することができる。

（４）幾つかの実施形態では上記（１）から（３）のいずれか一構成において、
前記プロペラ翼及び前記フィンは互いにリンク機構を介して機械的に連動可能に構成される。

上記（４）の構成によれば、プロペラ翼及びフィンの回動をリンク機構を介して行うことで、構造の複雑化を抑え、コスト低減を図ることができる。

（５）幾つかの実施形態では上記（４）の構成において、
前記リンク機構は、
前記プロペラボス内に設けられた変節軸と、
前記プロペラボス内において前記変節軸と連結され、前記プロペラ翼の変節を行うための第１変節機構と、
前記プロペラボス内において前記変節軸と連結され、前記フィンの変節を行うための第２変節機構と、
を備える。

上記（５）の構成によれば、プロペラ翼及びフィンの相対的移動は、変節機構を利用して行われる。

（６）幾つかの実施形態では上記（５）の構成において、
前記第２変節機構は、前記ボスキャップ内に回転可能に設けられ、前記フィンが側面に固定された構造体を含み、
前記構造体のうち前記プロペラボス側の端面には、前記変節軸の先端に偏心して設けられる偏心部に当接しながら摺動可能な溝部が、前記フィン及び前記プロペラ翼の位置関係に対応するように形成される。

上記（６）の構成によれば、変節軸の先端には偏心した偏心部が設けられる。偏心部は、ボスキャップ内に回転可能に設けられた構造体のプロペラボス側の端面に形成された溝部に対して当接しながら摺動可能に構成される。これにより、変節軸が軸方向に沿って前後移動すると、偏心部が溝部に沿って移動しながら構造体が回転し、構造体に固定されたフィンがプロペラボスに設けられたプロペラ翼に対して回動する。本構成では、このようなメカニズムにより、フィン及びプロペラ翼の相対的位置関係を、プロペラ翼のピッチ角に応じて変更することができる。

（７）幾つかの実施形態では上記（６）の構成において、
前記溝部は、前記変節軸を通る断面上において、前記端面の一端側から他端側に向けて前記プロペラボスから単調に離れるプロファイルを有する。

上記（７）の構成によれば、このような溝部を用いることで、変節軸の移動に対してプロペラ翼とフィンとの相対的位置関係を好適に調整することができる。

（８）幾つかの実施形態では上記（７）の構成において、
前記プロファイルは、前記変節軸の端部側から中心軸に向けて、前記中心軸の垂直面に対する傾斜角度が増加するように設定される。

上記（８）の構成によれば、変節軸の可動範囲のうち中心側において傾斜角度が増加するようにプロファイルを設定することで、プロペラ翼のピッチ角の変更に対応するフィン角度調整ができる。

（９）幾つかの実施形態では上記（４）の構成において、
前記リンク機構は、
前記プロペラボス内において軸方向に延在する油圧管と、
前記油圧管から供給される油圧により、前記プロペラ翼の変節を行うための第１変節機構と、
前記油圧管から供給される油圧により、前記フィンの変節を行うための第２変節機構と、
を備える。

上記（９）の構成によれば、プロペラ翼及びフィンの相対的移動は、それぞれ油圧を利用した変節機構を用いて行われてもよい。

（１０）幾つかの実施形態では上記（１）から（９）のいずれか一構成において、
前記フィンは、前記プロペラ翼の前縁及び後縁を通る基準線と前記フィンの前端部との前記回転軸の周方向に沿った距離が所定値未満になるように設定される。

上記（１０）の構成によれば、当該条件を満たすようにプロペラ翼及びフィンの相対的位置関係を設定することで、プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、フィンによってハブボルテックスを好適に低減することができる。

（１１）幾つかの実施形態では上記（１０）の構成において、
前記所定値は、前記ボスキャップ上に前記回転軸の周方向に沿って設けられた隣接する２つの前記フィンの間隔の２０％である。

上記（１１）の構成によれば、所定値をこのように設定することで、プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、フィンによってハブボルテックスを好適に低減することができる。

（１２）幾つかの実施形態では上記（１）から（９）のいずれか一構成において、
前記回転軸の垂直面に対する前記プロペラ翼の角度をθ１、前記回転軸の垂直面に対する前記フィンの角度をθ２とすると、前記フィンは｜θ１−θ２｜が所定値未満になるように設定される。

上記（１２）の構成によれば、当該条件を満たすようにプロペラ翼及びフィンの相対的位置関係を設定することで、プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、フィンによってハブボルテックスを好適に低減することができる。

（１３）幾つかの実施形態では上記（１２）の構成において、
前記所定値は２０ｄｅｇである。

上記（１１）の構成によれば、所定値をこのように設定することで、プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、フィンによってハブボルテックスを好適に低減することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、プロペラ翼のピッチ角が変更された場合においても、ハブボルテックスを低減することにより、良好なプロペラ効率を達成可能な可変ピッチプロペラを提供できる。

本発明の少なくとも一実施形態に係る可変ピッチプロペラの全体構成図である。 図１のＡ方向から可変ピッチプロペラを示す平面図である。 図２のフィンがプロペラ翼に対応して回動する様子を示す一例である。 図３の回転軸に沿った断面図である。 プロペラ翼とフィンとの位置関係の制御例を示す模式図である。 図３の変形例である。 図６に比べて変節軸が下流側に移動した状態を示す模式図である。 構造体の端面のプロファイルの他の例である。 図４の変形例である。 図３の変形例である。 図１０の回転軸に沿った断面図である。 図１１の変形例である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の少なくとも一実施形態に係る可変ピッチプロペラ１の全体構成図であり、図２は図１のＡ方向から可変ピッチプロペラ１を示す平面図である。

可変ピッチプロペラ１は、例えば船舶の船体に配置されることで、航行時の推力を発生するための推力発生装置として用いられる。図１の可変ピッチプロペラ１は、プロペラボス２上にプロペラ翼４が設けられており、不図示の動力源から伝達される動力によってプロペラボス２が回転軸Ｃの周りに回転されることで、プロペラ翼４によって周囲の流体を加速し、推力を発生させる。

プロペラ翼４は、プロペラボス２の表面において回転軸Ｃの周方向に沿って少なくとも１つ設けられる。図１の例では、プロペラボス２には、回転軸Ｃの周りに沿って複数のプロペラ翼４が設けられている。複数のプロペラ翼４の設置間隔は任意でよいが、例えば、複数のプロペラ翼４は等間隔に設置される。

プロペラボス２のうち、動力源（不図示）とは反対側には、ボスキャップ６が取り付けられている。ボスキャップ６は、プロペラボス２に取り付けられた際に、下流側（図１において左側）に向けて径が小さくなる外形状を有する。ボスキャップ６をこのような形状に構成することで、ボスキャップ６の下流側に生じるハブボルテックス（渦流）の抑制に貢献することができる。

可変ピッチプロペラ１のうちプロペラ翼４より下流側には、フィン８が設けられる。本実施形態では、プロペラ翼４が取り付けられるプロペラボス２の下流側に配置されたボスキャップ６上にフィン８が設けられている。フィン８は、プロペラ翼４よりも翼高さ方向長さ（図１において回転軸Ｃに直交する方向に沿った長さ）が小さく、プロペラ翼４に対応する位置に配置されることで、ボスキャップ６の下流側に生じるハブボルテックス（渦流）を抑制する機能を有する。フィン８の翼弦長、高さ、取付け角、プロペラ翼４との位置関係などの諸仕様は、ボスキャップ６の下流側に生じるハブボルテックス（渦流）が抑制可能なように設計される。

尚、本実施形態ではフィン８がボスキャップ６上に設けられる場合を示しているが、プロペラボス２のうちプロペラ翼４より下流側に設けられていてもよい。

可変ピッチプロペラ１では、プロペラ翼４がプロペラボス２上において回動することで、ピッチ角が可変に構成される。プロペラ翼４のピッチ角は、例えば、減速運航時における燃費性能向上などを目的として調整され、運行状態に応じて適宜制御される。

フィン８は、プロペラ翼４に対して回動可能に構成される。すなわちプロペラ翼４及びフィン８は、少なくとも一方が回動することにより相対的な位置関係が変更可能に構成される。前述のようにプロペラ翼４のピッチ角が変化した場合、フィン８は変更後のプロペラ翼４に対して所定の位置関係になるように回転又は移動する。これにより、プロペラ翼４のピッチ角が変更された場合においても、ハブボルテックスを低減するために適したフィン８とプロペラ翼４との位置関係を実現することができる。

尚、本実施形態のフィン８は、図２に示すように、略矩形状の断面を有する板状部材であるが、プロペラ翼４と同様に前縁及び後縁を有する翼形状を有してもよい。また可変ピッチプロペラ１はフィン８を少なくとも１つ備えればよく、その数を問わないが、プロペラ翼４と同数若しくは多くてもよい。

図３は図２のフィン８がプロペラ翼４に対応して回動する様子を示す一例であり、図４は図３の回転軸Ｃに沿った断面図である。この例では、プロペラ翼４はプロペラボス２上において台座１５上において中心軸の周りに回動することでピッチ角が変更可能に構成されている。これに対してフィン８はボスキャップ６上に固定されており、当該ボスキャップ６は回転軸Ｃの周りに回動可能にプロペラボス２に対して取り付けられている。そのためボスキャップ６が回転軸Ｃの周りに回転すると、ボスキャップ６上に固定されたフィン８はボスキャップ６とともに回転軸Ｃの周りに回転し、プロペラボス２上のプロペラ翼４に対する位置関係を変更することができる。これにより、プロペラ翼４のピッチ角が変化した場合においても、プロペラ翼４とフィン８との位置関係を調整することで、プロペラ翼４から生じるハブボルテックスをフィン８によって直接受けやすくなる。その結果、ボスキャップ６の下流側に生じるハブボルテックス（渦流）の抑制効果を適切に維持することができる。

プロペラ翼４とフィン８との位置関係は、ボスキャップ６の下流側に生じるハブボルテックス（渦流）を抑制可能なように制御される。図５はプロペラ翼４とフィン８との位置関係の制御例を示す模式図である。この制御例では、プロペラ翼４の前縁４ａ及び後縁４ｂを通る基準線Ｌ１とフィン８の前端部との回転軸Ｃの周方向に沿った距離Ｌが所定値未満になるようにフィン８の位置を調整することで、ハブボルテックスの低減を図っている。好ましくは、当該所定値はボスキャップ６上に回転軸Ｃの周方向に沿って設けられた隣接する２つのフィン８の間隔の２０％未満であるとよい。

このようなプロペラ翼４及びフィン８の動作は、互いに連動して行われるように構成されてもよい。図３及び図４に示す実施形態では、プロペラ翼４及びフィン８はリンク機構１０を介して互いに機械的に連動して回動可能に構成される。リンク機構１０は、変節軸１２と、第１変節機構１４と、第２変節機構１６と、を備える。リンク機構１０は、変節軸１２に入力される動力によって第１変節機構１４及び第２変節機構１６を介して、プロペラ翼４及びフィン８を所定の比率で回動させることで、ハブボルテックスを効果的に抑制するための位置関係を実現可能に構成されている。

変節軸１２はプロペラボス２内に設けられる。プロペラボス２は、内部に回転軸Ｃに沿って延びる中空空間２ａを有する。中空空間２ａに設けられた変節軸１２は、中空空間２ａにおいて回転軸Ｃの軸方向に沿って前後移動可能に構成される。変節軸１２のうちボスキャップ６とは反対側には、アクチュエータ等の動力源（不図示）が接続されており、変節軸１２は、動力源から入力される動力によって、中空空間２ａ内を軸方向に沿って移動可能になっている。

第１変節機構１４はプロペラボス２内において変節軸１２と連結され、プロペラ翼４の変節を行う。すなわち第１変節機構１４は、一端側が変節軸１２に連結されるとともに、他端側がプロペラ翼４に連結されることにより、変節軸１２の軸方向に沿った前後動作を、プロペラ翼４のピッチ方向回転動作に変換する。

第２変節機構１６はプロペラボス２内において変節軸１２と連結され、フィン８の変節を行う。すなわち第２変節機構１６は、一端側が変節軸１２に連結されるとともに、他端側がボスキャップ６に連結されることにより、変節軸１２の軸方向の前後動作を、ボスキャップ６の回転軸Ｃの周りに沿った回転動作に変換可能に構成される。これにより変節軸１２の前後動作によってボスキャップ６が周方向に回転し、ボスキャップ６上に固定されたフィン８がプロペラ翼４に対して回動可能となる。

これら第１変節機構１４及び第２変節機構１６では、図４に示すように、共通の変節軸１２が用いられている。これにより、第１変節機構１４及び第２変節機構１６に対して別々の変節軸を設ける場合に比べて、簡易的な構造でプロペラ翼４及びフィン８の連動が可能となる（例えばプロペラ翼４を回動させるためにサーボ機構が用いられることがあるが、フィン８を回動させるためにサーボ機構を追設する必要がない）。また前述のようにフィン８はプロペラ翼４に比べて翼長が短いため、変節に要するトルクがプロペラ翼４に比べて小さく済む。そのため第１変節機構１４に加えて第２変節機構１６を増設したとしても変節軸１２及びその動力源に要求される仕様変更が少なく済むため、導入が容易である。

図６は図３の変形例である。この変形例では、図３に示す実施形態と比較して、第１変節機構１４はプロペラ翼４を中心軸の周りに回動可能に構成されている点で共通しているが、第２変節機構１６に関する構造が異なっている。ボスキャップ６は、プロペラボス２に対して固定された外殻６ａと、外殻６ａの内側に内部空間６ｂを有する。内部空間６ｂには構造体１８が回転軸Ｃの周りに回転可能に収容されている。構造体１８の側面にはフィン８が固定される。フィン８はボスキャップ６の外殻６ａに形成されたスリット（不図示）を介して外部に至り、当該スリットはボスキャップ６内で構造体１８が回転した際に、フィン８が外殻と干渉しない形状を有している。

変節軸１２のうちボスキャップ６側の端部には、回転軸Ｃに平行に偏心した偏心部２０が設けられる。この偏心部２０は、構造体１８のうちプロペラボス２側の端面１８ａに形成された溝部２２に嵌合可能に構成される。溝部２２は構造体１８の端面１８ａ上に所定パターンで形成されており、変節軸１２が回転軸Ｃに沿って前後運動した際に、偏心部２０が溝部２２に沿って当接しながら摺動するに伴って、構造体１８が周方向に沿って回転する（図７は、図６に比べて変節軸１２が下流側に移動した際に構造体１８が内部空間６ｂで回転することでフィン８が回動している様子を示している）。

構造体１８の端面１８ａ上における溝部２２のパターンは、フィン８及びプロペラ翼４の位置関係に対応するように形成される。図６及び図７に示すように、溝部２２は、端面１８ａの一端側から他端側に向けてプロペラボス２から単調に離れるプロファイルＰを有する。これにより、変節軸１２が回転軸Ｃの軸方向に沿って移動すると、溝部２２に沿って偏心部２０が摺動しながら移動するとともに構造体１８が回転軸Ｃの周りに回転する。これにより、構造体１８に固定されたフィン８も回転軸Ｃの周りに移動し、プロペラ翼４に対して回動する。

尚、図６及び図７では、プロファイルＰは回転軸Ｃに垂直な面に対して一定の傾斜角度θを有するが、当該傾斜角度θは一定でなくともよい。例えば図８は構造体１８の端面１８ａのプロファイルの他の例である。図８では、端面１８ａの一端側から他端側に向けて傾斜角度θが連続的に変化するように形成されている。図８では特に、端面１８ａの端部近傍において中心側（回転軸Ｃ側）に比べて傾斜角度θが小さくなるように構成されている。これにより、変節軸１２の可動範囲のうち中間領域におけるプロペラ翼４とフィン８の回動量を多くすることができる。

上述の実施形態では第１変節機構１４及び第２変節機構１６を機械的なリンク機構１０によって実現した場合を例示したが、これらは油圧を利用した油圧機構２４によって実現してもよい。図９は図４の変形例である。この変形例では、プロペラボス２の中空空間２ａには変節軸１２に代えて、作動媒体である作動油が導入可能な油圧管２６が設けられている。

第１変節機構１４は、油圧管２６に連通する第１シリンダ１４ａ、プロペラ翼４に連結される第１ピストン１４ｂとを備える。第１シリンダ１４ａ及び第１ピストン１４ｂによって規定される第１作動室１４ｃには、油圧管２６から作動油が導入又は排出されることによって第１作動室１４ｃの圧力に応じてプロペラ翼４のピッチ角度を可変に構成されている。

第２変節機構１６は、油圧管２６に連通する第２シリンダ１６ａ、プロペラ翼４に連結される第２ピストン１６ｂとを備える。第２シリンダ１６ａ及び第２ピストン１６ｂによって規定される第２作動室１６ｃには、油圧管２６から作動油が導入又は排出されることによって、第２作動室１６ｃの圧力に応じてボスキャップ６が回転軸Ｃの周方向に沿って回転可能に構成される。これにより、ボスキャップ６上に固定されたフィン８のピッチ角度が可変になる。

プロペラ翼４及びフィン８を連動して回動可能なリンク機構１０は、他の構成が採用されてもよい。図１０は図３の変形例であり、図１１は図１０の回転軸Ｃに沿った断面図である。この変形例では、ボスキャップ６上に設けられるフィン８は、第１変節機構１４によるプロペラボス２上におけるプロペラ翼４の回動と同様に、第２変節機構１６によって中心軸の周りに回動可能に構成される。つまり、フィン８はボスキャップ６上に固定されておらず、ボスキャップ６上において自らがピッチ回動可能に構成される。尚、ボスキャップ６はプロペラボス２に対して回転軸Ｃの周りに回動可能に構成されていてもよいし、プロペラボス２に対して固定されていてもよい。

このように図１０及び図１１に示す変形例では、第１変節機構１４及び第２変節機構を類似の構造で形成することで、プロペラ翼４及びフィン８の回動をリンク付ける構成を容易に実現できる。

このようなリンク機構１０を採用する場合、フィン８の角度は、プロペラ翼４からの流出角度に対応するように設定されてもよい。例えば図１０に示すように、回転軸Ｃの垂直面に対するプロペラ翼４の角度（プロペラ翼４からの流出角度）をθ１、回転軸Ｃの垂直面に対するフィン８の角度をθ２（＞０ｄｅｇ）とすると、両者の差分｜θ１−θ２｜は所定値未満であることが好ましい。例えば、差分｜θ１−θ２｜は２０ｄｅｇ未満であることが好ましい。

また図１０及び図１１に示す変形例もまた油圧機構２４を利用して構成してもよい。図１２は図１１の変形例である。この変形例では、プロペラボス２の中空空間２ａには変節軸１２に代えて、作動媒体である作動油が導入可能な油圧管２６が設けられている。

第１変節機構１４は、油圧管２６に連通する第１シリンダ１４ａ、プロペラ翼４に連結される第１ピストン１４ｂとを備える。第１シリンダ１４ａ及び第１ピストン１４ｂによって規定される第１作動室１４ｃには、油圧管２６から作動油が導入又は排出されることによって第１作動室１４ｃの圧力に応じてプロペラ翼４のピッチ角度を可変に構成されている。

第２変節機構１６は、油圧管２６に連通する第２シリンダ１６ａ、フィン８に連結される第２ピストン１６ｂとを備える。第２シリンダ１６ａ及び第２ピストン１６ｂによって規定される第２作動室１６ｃには、油圧管２６から作動油が導入又は排出されることによって第２作動室１６ｃの圧力に応じてボスキャップ６上においてフィン８のピッチ角度を可変に構成されている（この場合、フィン８はボスキャップ６に対して回動可能に取り付けられており、固定されていない）。

以上説明したように上述の実施形態によれば、プロペラ翼４のピッチ角が変更可能な可変ピッチプロペラ１において、プロペラボス２のうちプロペラ翼４より後方、又は、プロペラボス２の後方に取り付けられたボスキャップ６上に、ハブボルテックスを低減するためのフィン８が設けられる。このフィン８はプロペラ翼４のピッチ角に応じて、プロペラ翼４に対して相対的に移動可能に構成される。これにより、プロペラ翼４のピッチ角が変更された場合においても、フィン８とプロペラ翼４との位置関係を適切に調整することで、ハブボルテックスを低減し、良好なプロペラ効率を達成することができる。

本発明の少なくとも一実施形態は、プロペラ翼のピッチ角を変更可能な可変ピッチプロペラに利用可能である。

１ 可変ピッチプロペラ
２ プロペラボス
２ａ 中空空間
４ プロペラ翼
６ ボスキャップ
６ａ 外殻
６ｂ 内部空間
８ フィン
１０ リンク機構
１２ 変節軸
１４ 第１変節機構
１４ａ 第１シリンダ
１４ｂ 第１ピストン
１４ｃ 第１作動室
１６ 第２変節機構
１６ａ 第２シリンダ
１６ｂ 第２ピストン
１６ｃ 第２作動室
１８ 構造体
２０ 偏心部
２２ 溝部
２４ 油圧機構
２６ 油圧管

Claims (13)

1. 少なくとも１のプロペラ翼がプロペラボスに回動可能に取り付けられている可変ピッチプロペラにおいて、
   前記プロペラボスのうち前記プロペラ翼より後方、又は、前記プロペラボスの後方に取り付けられたボスキャップ上に、前記プロペラ翼に対して相対的に移動可能に取り付けられたフィンを備える、可変ピッチプロペラ。
2. 前記フィンは前記ボスキャップ上に配設され、
   前記ボスキャップは前記プロペラボスに対して回動可能に取り付けられている、請求項１に記載の可変ピッチプロペラ。
3. 前記フィンは前記ボスキャップ上に回動可能に取り付けられている、請求項１又は２に記載の可変ピッチプロペラ。
4. 前記プロペラ翼及び前記フィンは互いにリンク機構を介して機械的に連動可能に構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の可動ピッチプロペラ。
5. 前記リンク機構は、
   前記プロペラボス内に設けられた変節軸と、
   前記プロペラボス内において前記変節軸と連結され、前記プロペラ翼の変節を行うための第１変節機構と、
   前記プロペラボス内において前記変節軸と連結され、前記フィンの変節を行うための第２変節機構と、
   を備える、請求項４に記載の可変ピッチプロペラ。
6. 前記第２変節機構は、前記ボスキャップ内に回転可能に設けられ、前記フィンが側面に固定された構造体を含み、
   前記構造体のうち前記プロペラボス側の端面には、前記変節軸の先端に偏心して設けられる偏心部に当接しながら摺動可能な溝部が、前記フィン及び前記プロペラ翼の位置関係に対応するように形成される、請求項５に記載の可変ピッチプロペラ。
7. 前記溝部は、前記変節軸を通る断面上において、前記端面の一端側から他端側に向けて前記プロペラボスから単調に離れるプロファイルを有する、請求項６に記載の可変ピッチプロペラ。
8. 前記プロファイルは、前記変節軸の端部側から中心軸に向けて、前記中心軸の垂直面に対する傾斜角度が増加するように設定される、請求項７に記載の可変ピッチプロペラ。
9. 前記リンク機構は、
   前記プロペラボス内において軸方向に延在する油圧管と、
   前記油圧管から供給される油圧により、前記プロペラ翼の変節を行うための第１変節機構と、
   前記油圧管から供給される油圧により、前記フィンの変節を行うための第２変節機構と、
   を備える、請求項４に記載の可変ピッチプロペラ。
10. 前記フィンは、前記プロペラ翼の前縁及び後縁を通る基準線と前記フィンの前端部との前記回転軸の周方向に沿った距離が所定値未満になるように設定される、請求項１から９のいずれか一項に記載の可変ピッチプロペラ。
11. 前記所定値は、前記ボスキャップ上に前記回転軸の周方向に沿って設けられた隣接する２つの前記フィンの間隔の２０％である、請求項１０に記載の可変ピッチプロペラ。
12. 前記回転軸の垂直面に対する前記プロペラ翼の角度をθ１、前記回転軸の垂直面に対する前記フィンの角度をθ２とすると、前記フィンは｜θ１−θ２｜が所定値未満になるように設定される、請求項１から９のいずれか一項に記載の可変ピッチプロペラ。
13. 前記所定値は２０ｄｅｇである、請求項１２に記載の可変ピッチプロペラ。

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