JP3247527B2 - 船用の可変プロペラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進機本体からその後
方へ突出したプロペラ軸に装着されるプロペラボスの外
周に、複数のプロペラブレードのボスを収容する複数の
凹部を形成し、各プロペラボスを回動可能に支持してプ
ロペラボスの軸線と平行に延びるブレード軸の前、後両
端部を、各凹部の前、後両端壁に設けられた前、後部軸
受孔に支承させた、船用の可変プロペラに関する。

【０００２】

【従来の技術】かゝる可変プロペラは、例えば米国特許
第3,565,544 号に明細書に開示されているように既に知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変プロペラで
は、ブレード軸の保持のために、各ブレード軸を横方向
に貫通するピンをプロペラボスに圧入しているので、前
記ピンはブレード軸の本数分必要であって部品点数が多
く、組付けも面倒である等の欠点がある。

【０００４】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、ブレード軸の保持構造が簡単且つ確実で、しかも
組立性の良好な前記可変プロペラを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、各ブレード軸にプロペラボスの軸方向一
端面に対向するフランジを形成し、各フランジをプロペ
ラボスの一端面と協働して挟持する共通の押え板をプロ
ペラボスに固着したことを第１の特徴とする。

【０００６】また本発明は、前記押え板を着脱可能の固
着部材によりプロペラボスに固着したことを第２の特徴
とする。

【０００７】さらに本発明は、上記第１又は第２の特徴
に加えて、ブレード軸を支持するボス本体と、このボス
本体の後端部に嵌合されるディフューザ管とからプロペ
ラボスを構成し、ブレード軸の前記フランジをボス本体
の後端面と協働して挟持する前記押え板を、ディフュー
ザ管に固設された取付板と共に共通の固着部材によりボ
ス本体に固着したことを第３の特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。

【０００９】先ず、図１ないし図７に示す本発明の第１
実施例より説明する。図１において、船のトランサムに
取付けられる船外機の推進機本体１には、図示しないエ
ンジンから駆動される鉛直配置の駆動軸２と、この駆動
軸２の前、後進歯車機構３を介して連結する水平配置の
プロペラ軸４とが支承され、このプロペラ軸４の、推進
機本体１から後方へ突出した部分に可変直径型のプロペ
ラ５が装着される。

【００１０】前、後進歯車機構３は公知のベベルギヤ式
のもので、駆動軸２と平行な切換操作杆６の昇降によ
り、駆動軸２からプロペラ軸４を前進方向に駆動し得る
前進態様と後進方向へ駆動し得る後進態様とに切換えら
れる。

【００１１】図１及び図２において、推進機本体１の後
面に開口する取付孔７には、プロペラ軸４を支承する前
後一対のベアリング８，９を保持するためのベアリング
ホルダ１０が嵌合されると共に、それを後方より押える
リングナット１１が螺着される。ベアリングホルダ１０
は前部のボールベアリング８を保持する大径筒部１０ａ
と、後部のニードルベアリング９を保持する小径筒部１
０ｂとを備え、両筒部１０ａ，１０ｂはテーパ状筒部１
０ｃを介して互いに一体に連結される。また小径筒部１
０ｂには、その外周面から突出してリングナット１１で
押えられるフランジ１０ｄが一体に形成されており、こ
のフランジ１０ｄには、エンジンの排気ポートに推進機
本体１の中空部１ａを介して連通する複数の排気出口１
３が設けられる。

【００１２】さて、可変直径型のプロペラ５の構成につ
いて図２ないし図７により説明する。

【００１３】図２において、プロペラ軸４には、ベアリ
ングホルダ１０の後端に隣接してスラストリング１４が
スプライン１５を介して嵌合される。このスラストリン
グ１４はプロペラ軸４のテーパ面４ａに当接して前方移
動が阻止される。

【００１４】このスラストリング１４の後方において、
プロペラ軸４には、トルク制限装置１６を介してプロペ
ラボス１２のボス本体１７が連結される。これらトルク
制限装置１６及びボス本体１７は、プロペラ軸４を中心
とした同心状に重合して配置される。

【００１５】トルク制限装置１６は、プロペラ軸４にス
プライン１９を介して着脱可能に嵌合されるスリーブ１
８と、このスリーブ１８の外周面に焼付けられると共に
ボス本体１７の内周面に圧入されるダンパゴム２０とか
ら構成される。而して、ダンパゴム２０は所定の摩擦力
をもってボス本体１７と連結され、所定値以上の回転ト
ルクを受けるとボス本体１７との間に滑りを生じるよう
になっている。

【００１６】またプロペラ軸４には、スリーブ１８の後
端に当接する延長カラー２１がスプライン嵌合され、こ
の延長カラー２１の後端を、それより大径のスラストワ
ッシャ２２を介して押えるナット２３がプロペラ軸４の
後端部に螺着される。そして、ナット２３及びプロペラ
軸４には、緩み止めの割りピン２４が挿入される。尚、
延長カラー２１はスリーブ１８と一体化させてもよい。

【００１７】ボス本体１７は、ダンパゴム２０の後端を
覆う端壁から後方へ突出して延長カラー２１に回転可能
に嵌合する位置決めボス１７ａを備えており、これによ
りボス本体１７のプロペラ軸４に対する同心位置が保持
される。この位置決めボス１７ａは、前記スラストワッ
シャ２２を囲繞するように円筒状に形成されると共に、
その内周面には、スラストワッシャ２２の前面に対向す
る肩部２５が設けられ、ボス本体１７に加わる後方スラ
ストを、この肩部２５を介してスラストワッシャ２２に
受止めさせるようになっている。この場合、延長カラー
２１の後端外周にフランジを形成し、このフランジを前
記肩部２５に当接させてもよい。

【００１８】またボス本体１７の前端面は、前記スラス
トリング１４の外周に形成されたフランジ１４ａに対向
していて、ボス本体１７に加わる前方スラストをこのフ
ランジ１４ａに受止めさせるようになっている。

【００１９】図２及び図３において、ボス本体１７に
は、その外周面に開口すると共に底面を前記ダンパゴム
２０の外周面に近接させて周方向等間隔置きに並ぶ３つ
の凹部２６と、各凹部２６の前後方向両端壁に開口する
一対の軸受孔２８，２９と、相隣る凹部２６間に挟まれ
るランド部２７を軸方向に貫通する３本の排気路３０
と、これら排気路３０及び前記排気出口１３間を連通さ
せる円筒部３１とが設けられる。この円筒部３１は、前
記取付孔７の後方開口部に回転可能に挿入される。

【００２０】ボス本体１７の各凹部２６にはプロペラブ
レード３２のボス３２ａが収容され、このボス３２ａに
スプライン嵌合するブレード軸３３の前後両端部が前記
軸受孔２８，２９に合成樹脂製のブッシュ３４，３５を
介して回転自在に支承される。こうして３本のブレード
軸３３は、プロペラ軸４と平行に且つそれを取囲むよう
に配置される。

【００２１】各ブレード軸３３には、後部軸受孔２９の
後方開口部に形成された円形凹部３６に回転可能に収め
られるフランジ３３ａが設けられており、このフランジ
３３ａを後方より押えてブレード軸３３の軸方向位置を
固定する、各軸共通の押え板３７がプロペラボス１２の
後端面に後述のボルト３８により固着される。押え板３
７には、排気路３０と整合する排気孔３０ａが設けられ
ている。

【００２２】而して、各プロペラブレード３２は、図３
に示すように、プロペラ直径Ｄを最小にする閉じ位置Ａ
と、それを最大にする開き位置Ｂとの間をブレード軸３
３と共に回動するもので、その閉じ位置Ａ及び開き位置
Ｂは、プロペラブレード３２が凹部２６の内側壁に当接
することにより規制される。

【００２３】図２、図６及び図７に示すように、プロペ
ラボス１２は、ボス本体１７の後端部に薄肉のディフュ
ーザ管３９を、両者の外周面が連続するように嵌合して
構成される。このディフューザ管３９の内周壁には取付
板４６が溶接されており、それはディスタンスカラー４
７及び押え板３７を挟むようにしてボス本体１７の後端
面にボルト４８により固着される。取付板４６には、前
記排気路３０との対応位置に排気孔３０ｂが穿設されて
いる。この取付板４６は、ボス本体１７の後端面との間
に同期室４０を画成するように配置され、この同期室４
０において、全てのプロペラブレード３２相互を同期連
動させる同期装置４１が構成される。

【００２４】即ち、図２，図４，図５及び図７に示すよ
うに、同期装置４１は、各ブレード軸３３の後端に一体
に連設されたクランク４２と、前記位置決めボス１７ａ
の外周に回動可能に支承される１個の同期リング４３と
から構成され、該リング４３はディフューザ管３９の取
付板４６により後面を押えられ、位置決めボス１７ａか
らの離脱を阻止される。

【００２５】クランク４２のクランクアーム４２ａはブ
レード軸３３からプロペラ軸４に向って屈曲しており、
その先端のクランクピン４２ｂは、前記位置決めボス１
７ａの外周に形成された円弧状の逃げ４４に揺動可能に
受容される。一方、同期リング４３には、内周面に開口
する３つのＵ字状係合溝４５が設けられており、それら
に前記クランクピン４２ｂが摺動自在に嵌合される。ま
た同期リング４３は、３本の排気路３０を後方から覆わ
ぬように外形が略三角形に形成される。而して、全ての
ブレード軸３３は、それぞれのクランク４２及び共通の
同期リング４３を介して互いに回動角を規制し合うこと
により、同期して回動することができる。

【００２６】同期室４０には、また、同期装置４１を介
して全プロペラブレード３２を前記閉じ位置Ａに向って
回動付勢する戻しばね４９が収容される。この戻しばね
４９は捩じりコイルばねをもって構成され、そのコイル
部４９ａは、全てのクランク４２を囲繞するようディフ
ューザ管３９の内周面に沿って配置され、このコイル部
４９ａの前後両端に形成した係止爪４９ｂ，４９ｃは、
前記押え板３７及び同期リング４３に形成された係止溝
５０，５１にそれぞれ係合される。

【００２７】次にこの実施例の作用について説明する。
駆動軸２から前、後進歯車機構３を介してプロペラ軸４
が駆動されると、その駆動トルクは、スリーブ１８、ダ
ンパゴム２０を経てプロペラボス１２のボス本体１７
へ、更にブレード軸３３からプロペラブレード３２へと
伝達するので、プロペラブレード３２群がプロペラボス
１２と共に回転して推力を発生する。

【００２８】而して、プロペラボス１２の低速回転域で
は、全てのプロペラブレード３２は、戻しばね４９の力
により同期装置４１を介して閉じ位置Ａに保持されて、
プロペラ直径Ｄを最小にしているので、発生する推力が
比較的小さく、トローリングを容易に行うことができ
る。

【００２９】その後、プロペラボス１２の回転速度が一
定値を超えて上昇していくと、全てのプロペラブレード
３２は、それらに作用する遠心力が水の抗力及び戻しば
ね４９の反発力と釣合うところまで開いていく。そして
所定の高速回転域に入ると最大の開き位置Ｂに達してプ
ロペラ直径Ｄを最大にするので、大なる推力を発生して
高速クルージングを可能にする。

【００３０】ところで、全てのプロペラブレード３２
は、前述のように同期装置４１により相互に連動してい
るから、各プロペラブレード３２に働く遠心力の差や水
の抗力、その他の外的要因による開き角度のばらつきを
無くして、常にプロペラ５の性能の安定化を図ることが
できる。

【００３１】航行中、浮流物等の小障害物が或るプロペ
ラブレード３２に当った場合には、衝撃力が同期装置４
１を介して他の全てのプロペラブレード３２に分散し、
そしてダンパゴム２０に捩り変形が生じて、プロペラブ
レード３２に加わる衝撃力を緩和することができる。ま
た岩等の大障害物がプロペラブレード３２に当った場合
は、ダンパゴム２０とボス本体１７ａとの間に滑りが生
じ、プロペラ軸４がプロペラボス１２に対して空転する
ので、プロペラ５の各部、並びに動力伝達系の過負荷を
遮断することができる。

【００３２】また図示しないエンジンの排ガスは推進機
本体１の中空部１ａに排出されるもので、その排ガスは
ベアリングホルダ１０の排気出口１３からボス本体１７
の円筒部３１へ排出され、そこから３本の排気路３０に
分流し、押え板３７の排気孔３０ａ、同期室４０及び取
付板４６の排気孔３０ｂを順次通って、即ちディフュー
ザ管３９内を通って水中に排出される。上記のように、
推進機本体１からボス本体１７の３本の排気路３０への
排ガスの受渡しは、ボス本体１７前端の円筒部３１内で
行われるので、プロペラボス１２の回転中にも拘らず、
３本の排気路３０への排ガスの均等分配を行うことがで
きる。

【００３３】しかも、各排気路３０は、ボス本体１７の
ランド部２７を、即ち、プロペラブレード３２のボス３
２ａを収容する３つの凹部２６の間を通るように形成さ
れているので、ボス３２ａ及びそれを支持するブレード
軸３３に邪魔されることなく、しかもプロペラボス１２
の大径化を伴うことなく必要且つ充分な断面積を確保す
ることができ、排ガスの均等分配と相俟って排気抵抗の
低減に寄与し得る。

【００３４】一方、ブレード軸３３は、排気路３０に邪
魔されることなく、前後一対の軸受孔２８，２９による
両端支持が可能となり、プロペラブレード３２を強固に
支持することができる。

【００３５】しかも、各ブレード軸３３は、その後端に
形成されたフランジ３３ａをボス本体１７の後端面と共
通の押え板３７とで挟持することにより、軸方向位置が
固定されるので、前部軸受孔２８の深さを高精度に設定
せずとも、１枚の押え板３７により全てのブレード軸３
３を所定の軸方向位置に的確に保持することができ、そ
の保持構造が簡単で組立も容易である。

【００３６】特にブレード軸３３、押え板３７及びボル
ト４８のボス本体１７への取付け作業は、全てボス本体
１７の後端側から、即ち一方の軸方向から行われるの
で、ブレード軸を半径方向の圧入ピンで固定する従来の
ものに比し、取付作業を容易、且つ能率的に行うことが
でき、自動化も容易となる。

【００３７】また特に、押え板３７は、ディフューザ管
３９の取付板４６と共に共通のボルト４８によりボス本
体１７に固着されるので、ディフューザ管３９の取付け
と同時に押え板３７の固着を行うことができ、組立を一
層容易に行い得ると共に、構造の更なる簡素化を図るこ
とができる。またボルト４８を外して押え板３７を取除
けば、各ブレード軸３３の後方への引抜きが可能となる
から、プロペラブレード３２の交換等のメンテナンスを
容易に行うことができる。

【００３８】またトルク制限装置１６のダンパゴム２０
は、ボス本体１７と同心状に重合配置されるので、ボス
本体１７は、固定ブレードを持つ通常型プロペラと略同
等の軸方向長さに形成することができる。したがって、
通常型プロペラを取付けていた比較的短いプロペラ軸へ
の装着も可能となる。しかも、プロペラブレード３２
は、そのボス３２ａを、ボス本体１７外周面の凹部２６
に収容すると共に、プロペラ軸４と平行なブレード軸３
３で支持して、可変直径型に構成したので、トルク制限
装置１６の容量を充分確保しつゝ、ボス本体１７の大径
化を極力抑えることができる。

【００３９】また同期装置４１では、クランクアーム４
２ａをブレード軸３３の後端からプロペラ軸４に向って
屈曲させて、クランクピン４２ｂをプロペラボス１２の
位置決めボス１７ａ外周の逃げ凹部４４に受容させ、こ
のクランクピン４２ｂに共通の同期リング４３を係合さ
せたので、同期リング４３の小径化、延いては同期装置
４１全体のコンパクト化を達成でき、これをディフュー
ザ管３９内の狭小な同期室４０に容易に収容することが
できる。

【００４０】さらに、同期室４０には、クランクアーム
４２ｂを囲繞しながら同期リング４３を全プロペラブレ
ード３２の閉じ方向へ付勢する共通の戻しばね４９を収
容したので、全てプロペラブレード３２に対して戻しば
ね４９は１個で足り、しかも同期装置４１と共に障害物
から保護される。

【００４１】図８は本発明の第２実施例を示すもので、
前実施例のスラストワッシャ２２に代えて、プロペラ軸
４にスリーブ１８及び延長カラー２１を固定するための
ナット２３にフランジ２３ａを形成して、ボス本体１７
に加わる後方スラストをこのフランジ２３ａに受止めさ
せるようにしている。その他の構成は前実施例と略同様
であるので、図中、前実施例と対応する部分には、それ
と同一の符号を付すことにする。

【００４２】図９及び図１０は本発明の第３実施例を示
すもので、前実施例における延長カラー２１を廃止する
ために、スリーブ１８の後端がスラストワッシャ２２の
前面に当接するように延長させてある。またボス本体１
７の位置決めボス１７ａの後端は、ディフューザ管３９
の取付板４６を介してスラストワッシャ２２に支承さて
いる。さらに同期装置４１のクランクピン４２ｂを受容
する円弧状の逃げ４４は、位置決めボス１７ａの内周側
まで達するように形成され、同期装置４１のさらなるコ
ンパクト化を可能にしている。その他の構成は、第１実
施例と同様であるので、図中、第１実施例と対応する部
分には、それと同一の符号を付すことにする。

【００４３】上記各実施例においては、本発明の要旨を
逸脱することなく、種々の設計変更が可能である。例え
ば、プロペラブレード３２の使用枚数を２枚や４枚にす
ることもできる。またブレード軸３３のフランジ３３ａ
の厚みは種々の条件により自由に選定されるのであり、
必要に応じて該フランジ３３ａを段付に形成することも
できる。また押え板３７の固着部材としてサークリップ
を用いることもできる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、各ブレード軸にプロペラボスの軸方向一端面に対向
するフランジを形成し、各フランジをプロペラボスの一
端面と協働して挟持する共通の押え板をプロペラボスに
固着したので、プロペラボスの他端側の軸受孔の深さを
高精度に設定せずとも、１枚の押え板により全てのブレ
ード軸を所定の軸方向位置に的確に保持することがで
き、その保持構造が簡単で、組立性も良好である。

【００４５】また本発明の第２の特徴によれば、前記押
え板を着脱可能の固着部材によりプロペラボスに固着し
たので、固着部材を外せば全てのブレード軸及びプロペ
ラブレードの取外しが可能であり、プロペラブレードの
交換等のメンテナンスを容易に行うことができる。

【００４６】さらに本発明の第３の特徴によれば、ブレ
ード軸を支持するボス本体と、このボス本体の後端部に
嵌合されるディフューザ管とからプロペラボスを構成
し、ブレード軸の前記フランジをボス本体の後端面と協
働して挟持する前記押え板を、ディフューザ管に固設さ
れた取付板と共に共通の固着部材によりボス本体に固着
したので、ディフューザ管の取付けと同時に押え板の固
着を行うことができ、構造及び組立性の一層の簡素化を
達成し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る可変プロペラを備え
た船用推進機の要部の一部縦断側面図。

【図２】図１のプロペラ部の拡大縦断面図。

【図３】図２の３−３線断面図。

【図４】図２の４−４線断面図。

【図５】一部の部品を取除いて示した図４と同様の断面
図。

【図６】図２の６矢視図。

【図７】プロペラ要部の分解斜視図。

【図８】本発明の第２実施例を示すもので、プロペラ要
部の縦断面図。

【図９】本発明の第３実施例を示すもので、プロペラ部
の縦断面図。

【図１０】図９のプロペラ要部の分解斜視図。

【符号の説明】

１・・・・・推進機本体 ４・・・・・プロペラ軸 ５・・・・・プロペラ １２・・・・プロペラボス １７・・・・ボス本体 ２６・・・・凹部 ２８・・・・前部軸受孔 ２９・・・・後部軸受孔 ３２・・・・プロペラブレード ３２ａ・・・プロペラブレード ３３・・・・ブレード軸 ３３ａ・・・フランジ ３７・・・・押え板 ３９・・・・ディフューザ管 ４６・・・・取付板 ４８・・・・ボルト（固着部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−262286（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−127198（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B63H 1/20 B63H 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進機本体（１）からその後方へ突出し
   たプロペラ軸（４）に装着されるプロペラボス（１２）
   の外周に、複数のプロペラブレード（３２）のボス（３
   ２ａ）を収容する凹部（２６）を形成し、前記各ボス
   （３２ａ）を回動可能に支持してプロペラボス（３２）
   の軸線と平行に延びるブレード軸（３３）の前、後両端
   部を、各凹部（２６）の前、後両端壁に設けられた前、
   後部軸受孔（２８，２９）に支承させた、船用の可変プ
   ロペラにおいて、 各ブレード軸（３３）にプロペラボス（１２）の軸方向
   一端面に対向するフランジ（３３ａ）を形成し、各フラ
   ンジ（３３ａ）をプロペラボス（１２）の一端面と協働
   して挟持する共通の押え板（３７）をプロペラボス（１
   ２）に固着したことを特徴とする、船用の可変プロペ
   ラ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、 前記押え板（３７）を着脱可能の固着部材（４８）によ
   りプロペラボス（１２）に固着したことを特徴とする、
   船用の可変プロペラ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のものにおいて、 前記凹部（２６）及び前、後部軸受孔（２８，２９）を
   有してブレード軸（３３）を支持するボス本体（１７）
   と、このボス本体（１７）の後端部に嵌合されるディフ
   ューザ管（３９）とからプロペラボス（１２）を構成
   し、ブレード軸（３３）の前記フランジ（３２ａ）をボ
   ス本体（１７）の後端面と協働して挟持する前記押え板
   （３７）を、ディフューザ管（３９）に固設された取付
   板（４６）と共に共通の固着部材（４８）によりボス本
   体（１７）に固着したことを特徴とする、船用の可変プ
   ロペラ。