JP2741686B2

JP2741686B2 - 船舶用推進機のプロペラ装置

Info

Publication number: JP2741686B2
Application number: JP63275240A
Authority: JP
Inventors: 泰昭小濱; 大介中村
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JPH02124391A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は船外機あるいは船内機等の船舶用推進機の
プロペラ装置に関する。

（従来の技術）船舶用推進機のうち、特に船体の外側に装着して船体
を推進させる船外機は、第７図に示すように、ドライブ
シャフトハウジング１の上部にエンジン２が搭載され、
このエンジン２がエンジンカバー３によって覆われる。
ドライブシャフトハウジング１の下部にギアケース４が
接合されて、このギアケース４内にプロペラシャフト５
が軸支される。エンジン２からの回転駆動力は、ドライ
ブシャフトハウジング１およびギアケース４内の回転伝
達機構（ドライブシャフト4A等）を介してプロペラシャ
フト５に伝達され、プロペラ６を回転させて船体を推進
させるようになっている。

この船外機には、スイベルブラケット７およびクラン
プブラケット８が設けられ、このクランプブラケットに
よって船外機は船体のトランサムに取り付けられる。ク
ランプブラケット８は、スイベルシャフト９を介してス
イベルブラケット７に支持される。また、ドライブシャ
フトハウジング１にはパイロットシャフト（図示せず）
が取り付けられ、このパイロットシャフトはスイベルブ
ラケット内に回転自在に収納される。したがって、ドラ
イブシャフトハウジング１は、パイロットシャフトを中
心にしてスイベルブラケット７に対し回動可能に設けら
れる。

上述の船外機においては、一般にプロペラ６はギアケ
ース４の後方に配設されている。また、ギアケース４の
水平断面形状は、第８図に示すように対称翼支柱形状で
あり、ギアケース４がプロペラ６の後方にあっても、水
中でギアケース４の側面にキャビテーションが極力発生
しなよう考慮されている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、船のスピードを上昇させていくと、キャビ
テーション係数σがある値以下になった時点で、ギアケ
ース４の側面等にキャビテーションが発生する。ここ
で、キャビテーション係数σは、水の圧力をＰ、水の飽
和蒸気圧をPv、船の速度をＶ、水の比重量をγとする
と、によって求められる。

このキャビテーションが発生すると、水中に空洞11が
生じ、この空洞11がプロペラ６に巻き込まれる。空洞11
が生ずると、水の非圧縮性が低下するので、プロペラ６
による推進効率が著しく低下し、船の最高速度が低くな
ってしまう。さらに、プロペラ６の推進効率の低下は燃
費にも悪影響を及ぼす。

この発明は、上記事情を考慮してなされたものであ
り、プロペラの推進効率を向上させて船の最高速度およ
び燃費を向上させるとともに操舵力を低減させることが
できる船舶用推進機のプロペラ装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）この発明に係る船舶用推進機のプロペラ装置は、上述
した課題を解決するために、エンジンからの駆動力をド
ライブシャフトを介してドライブシャフトハウジング下
部に固設したギアケースの砲弾状部内に設けたプロペラ
シャフトに伝達し、上記ギアケース砲弾状部の前方側に
配設したプロペラを回転して船体を推進可能とするとと
もに、前記エンジン前方に船体に取り付けるためのクラ
ンプブラケットを配設した船舶用推進機のプロペラ装置
において、上記ギアケースの砲弾状部以外の支柱部の水
平断面形状を走行時にキャビテーションを発生する前縁
を備えたスーパーキャビテーション支柱形状に形成する
とともに、前記クランプブラケットの後方でかつ前記プ
ロペラの上方にほぼ鉛直に延びる舵軸を配設し、この舵
軸を中心に前記推進機を操舵可能に構成したものであ
る。

また、上述した課題を解決するために、この発明に係
る船舶用推進機のプロペラ装置は、請求項２に記載した
ように、ギアケースには、水平方向へ突出した整流板が
設置されたものである。

（作用）この発明に係る船舶用推進機のプロペラ装置によれ
ば、プロペラがギアケースの前方側に配設されたので、
このプロペラはギアケース側面等において発生するキャ
ビテーションの影響を受けることがなく、プロペラの推
進効率が良好になって船の最高速度および燃費を向上さ
せることができる。

また、ギアケースの水平断面がスーパーキャビテーシ
ョン支柱形状に形成されたので、ギアケースの大部分が
キャビテーションによって生ずる空洞内に収まり、この
ため、ギアケースの流体摩擦抵抗が低減して船の最高速
度および燃費の向上に寄与できる。

さらに、ギアケース砲弾状部前方に配設されたプロペ
ラの上方かつ船舶用推進機の船体取付用クランプブラケ
ットの後方にほぼ鉛直に延びる舵軸を配設し、この舵軸
を中心に推進機を操舵可能に構成したので、船舶用推進
機を舵軸周りに回すのに必要なモーメントを小さくて
き、操舵力を低減させることができる。したがって、推
進機の操舵を小さな操作力で安定的にかつ確実に行なう
ことができ、船体の操縦性を向上させることができる。

さらにまた、ギアケースに水平方向に突出した整流板
を設けることにより、プロペラの後方（後流）側に、推
進力に寄与しない水流の捩れが発生するのを有効的に抑
制し、水流を整流化させてプロペラの推進力を向上さ
せ、船の安定性、操縦性を向上させることができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はこの発明に係る船舶用推進機のプロペラ装置
の一実施例が適用された船外機を示す全体図、第２図は
第１図のII−II線に沿う断面図である。この一実施例に
おいて前記従来例と同様な部分は、同一の符号を付すこ
とにより説明を省略する。

ドライブシャフトハウジング１の下部に固着されたギ
アケース21には、プロペラシャフト５を軸支するギアケ
ース砲弾部22が形成され、プロペラシャフト５にプロペ
ラ23が取り付けられる。このプロペラ23は、ギアケース
21の前方側に配設される。

ギアケース21におけるギアケース砲弾部22の上方部分
は、プロペラシャフト５を支持するギアケース支柱部24
となっている。また、ギアケース21におけるギアケース
砲弾部22の下部にはスケッグ25が取り付けられ、このス
ケッグ25およびギアケース支柱部24により、プロペラ23
で生じた水流の捩れが整流される。

ギアケース支柱部24は、その断面形状が第２図に示す
ようにスーパーキャビテーション支柱形状（SC支柱形
状）に形成される。ここでスーパーキャビテーションと
は、キャビテーション物体の長さを超えて物体の後方ま
で伸びるように成長した状態のキャビテーションを総括
的に呼ぶものである。SC支柱はこの現象を利用したもの
であり、ギアケース支柱部24の前縁26の小部分だけが水
流に接し、他の大部分はキャビテーションによって生じ
た空洞27内に収まるようにしたものである。ギアケース
支柱部24は、外表面形状が前縁部を除いてキャビテーシ
ョン空洞27内に収まる形状に構成したものであり、この
ような外表面形状を備えた支柱形状をスーパーキャビテ
ーション支柱形状という。これにより、速度が比較的遅
い状態からでもギアケース支柱部24にスーパーキャビテ
ーションが発生し、ギアケース支柱部24の略全側面から
境界層が剥離する。その結果、水流とギアケース支柱部
24との流体摩擦抵抗が減少し、ギアケース支柱部24の抗
力が著しく減少する。

なお、第１図中符号28はキャビテーションプレートを
示す。

上記実施例によれば、プロペラ23がギアケース21の前
方側に配設されたことから、プロペラ23はギアケース21
に発生したキャビテーションの影響を受けることなく、
一様な水流の中で推進力を発生できる。つまり、ギアケ
ース21のギアケース支柱部24がSC支柱形状であり、プロ
ペラがギアケース21の後方側に配置されたと仮定する
と、ギアケース21の流体摩擦抵抗はギアケース支柱部24
がSC支柱形状であるため低減できる。しかし、プロペラ
23の一部がギアケース支柱部24により生じたキャビテー
ションの空洞27に入ってしまい、好適に推進力が発揮で
きなくなる。

これに対し、この一実施例の如く、ギアケース21のギ
アケース支柱部24がSC支柱形状で、プロペラ23がギアケ
ース21の前方側に配置されていると、プロペラ23は、ギ
アケース支柱部24によって生じたキャビテーションの空
洞27内に巻き込まれることがなく、特に高速域（キャビ
テーション係数σが充分小さい領域）においてプロペラ
の推進効率を向上させることができる。この場合、ギア
ケース支柱部24の大部分がキャビテーション空洞27内に
収まってギアケース支柱部24の流体摩擦抵抗が減少する
ので、ギアケース支柱部24の抗力を著しく低減できる。
これらプロペラ23の推進効率の向上およびギアケース支
柱部24の抗力低減によって、船の最高速度を向上させる
ことができるとともに、燃費も良好にすることができ
る。

また、ギアケース支柱部24がSC支柱形状であり、プロ
ペラ23がギアケース21の前方側に配置されているので、
ギアケース支柱部24において流体摩擦抵抗を減少させる
目的でスーパーキャビテーションを発生させることがで
き、その結果、キャビテーションによるギアケース21
（特にギアケース支柱部24）の壊食も抑制できる。

さらに、プロペラ23をギアケース21の前方側に配置し
たことによって操舵力を低減できる。つまり、まず第１
図および第７図においてl₁,l₂を舵軸（パイロットシャ
フトの軸）中心からプロペラ23,6までの距離を示すもの
とする。次に、船外機を推進方向に対し直角に動かすに
必要な力をＦとする。こうすると、プロペラ６がギアケ
ース４の後方に配置された従来の船外機において、この
従来の船外機を舵軸周りに回すに必要なモーメントM
₂と、この一実施例において船外機を舵軸周りに回転さ
せるに必要なモーメントM₁とは、 M₁＝Fl₁;M₂＝Fl₂ となる。ここで、l₂＞l₁からM₂＞M₁となる。したがっ
て、プロペラ23をギアケース21の前方に配置することに
よって、船外機を舵軸周りに回すに必要なモーメントM₁
が従来の船外機の場合M₂に比べ小さくなり、操舵力を低
減できる。

第３図は、この発明に係る船舶用推進機のプロペラ装
置の他の実施例が適用された船外機を示す全体図であ
る。この他の実施例において、前記一実施例と同様な部
分は同一の符号を付すことにより説明を省略する。

この他の実施例においては、ギアケース砲弾部22に水
平方向へ突出した整流板28が一体または一体的に形成さ
れる。第１図に示す前記一実施例では、プロペラ23が回
転すると、このプロペラ23よりも後方側の水流に捩れが
発生する。この水流の捩れは推進力に全く寄与しないば
かりか、船の安定性あるいは操舵性に悪影響を与えるも
のである。前記一実施例ではギアケース支柱部24および
スケッグ25によってこの水流の捩れを整流し、捩れ方向
の速度成分を推進力方向への速度成分に変換している。

これに対し、この他の実施例では、ギアケース支柱部
24およびスケッグ25の他に整流板28を配置することによ
って、プロペラ23によって生じる水流の捩れをほぼ完全
に整流するものである。その結果、水流の捩れ方向の速
度成分が推進力方向の速度成分に変換でき、ブロペラの
推進力を大幅に向上させることができる。その結果、船
の安定性および操縦性も大幅に高めることができる。

なお、この他の実施例における整流板28は、第４図に
示すように、その前縁26が鈍角に屈曲したものにつき述
べたが、第６図に示すように、前縁30が湾曲に形成され
た整流板31であってもよい。

〔発明の効果〕以上のように、この発明に係る船舶用推進機のプロペ
ラ装置によれば、ギアケースの水平断面形状がスーパー
キャビテーション支柱形状に形成されるとともに、プロ
ペラが上記ギアケースの前方側に配設されたことから、
プロペラがギアケース側面に発生するキャビテーション
の影響を受けることがなくて、プロペラの推進効率が良
好となり、またギアケースの流体摩擦抵抗が低減して、
船の最高速度および燃費を向上させることができる。

請求項１に係る発明においては、ギアケース砲弾状部
前方に配設されたプロペラの上方かつ船舶用推進機の船
体取付用クランプブラケットの後方にほぼ鉛直に延びる
舵軸を配設し、この舵軸を中心に推進機を操舵可能に構
成したので、船舶用推進機を舵軸周りに回すのに必要な
モーメントを小さくでき、操舵力を低減させることがで
きる。したがって、推進機の操舵を軽く、小さな操作力
で安定的に行なうことができ、船体の操縦性の向上を図
ることができる。

また、請求項２に係る発明では、整流板により、プロ
ペラの後方側で水流に推進力に寄与しない捩れが発生す
るのを有効的に抑制でき、プロペラの後流側を整流化さ
せることでプロペラの推進力を向上させ、船の安定性あ
るいは操縦性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る船舶用推進機のプロペラ装置の
一実施例を適用した船外機を示す全体図、第２図は第１
図のII−II線に沿う断面図、第３図はこの発明の他の実
施例が適用された船外機を示す全体図、第４図および第
５図は第３図のそれぞれIV視矢視図およびＶ視矢視図、
第６図はこの他の実施例における整流板の変形例を示す
図、第７図は従来の船外機を示す全体図、第８図は第７
図のVIII−VIII線に沿う断面図である。１……ドライブシャフトハウジング、２……エンジン、
4A……ドライブシャフト、21……ギアケース、23……プ
ロペラ、24……ギアケース支柱部、28……整流板。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンからの駆動力をドライブシャフト
を介してドライブシャフトハウジング下部に固設したギ
アケースの砲弾状部内に設けたプロペラシャフトに伝達
し、上記ギアケース砲弾状部の前方側に配設したプロペ
ラを回転して船体を推進可能とするとともに、前記エン
ジン前方に船体に取り付けるためのクランプブラケット
を配設した船舶用推進機のプロペラ装置において、上記
ギアケースの砲弾状部以外の支柱部の水平断面形状を走
行時にキャビテーションを発生する前縁を備えたスーパ
ーキャビテーション支柱形状に形成するとともに、前記
クランプブラケットの後方でかつ前記プロペラの上方に
ほぼ鉛直に延びる舵軸を配設し、この舵軸を中心に前記
推進機を操舵可能に構成したことを特徴とする船舶用推
進機のプロペラ装置。
【請求項２】ギアケースには、水平方向に突出した整流
板が配置された請求項１記載の船舶用推進機のプロペラ
装置。