JP3247563B2

JP3247563B2 - 船用可変推力プロペラ

Info

Publication number: JP3247563B2
Application number: JP28693594A
Authority: JP
Inventors: 秀昭高田; 孝夫相原; 郁夫中里
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-11-21
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2017-01-15
Also published as: JPH08142990A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロペラ軸に連結され
るプロペラボスと、このプロペラボスに、その軸線を囲
み且つその軸線方向に延びる複数本のブレード軸と、こ
れらブレード軸を介してプロペラボスに、プロペラ回転
数の増・減に応じてプロペラ直径を増・減させるよう回
動可能に支持される複数のプロペラブレードとからなる
船用可変推力プロペラの改良に関する。

【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 号明細書に開示されているように、既に知
られており、ブレード軸がプロペラボスの軸線と平行に
配置されることから、ブレード軸の設置に伴うプロペラ
ボスの大径化が比較的少ないという利点を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かゝる可変プロペラに
おいて、プロペラ回転数の増・減に応じてプロペラ直径
を増・減させることは、低速回転域ではプロペラ推力を
下げ、高速回転域ではプロペラ推力を高めて、低速運転
性及び高速高出力性の両方を満足させるためであるが、
このような性能を充分に得るためには、プロペラ直径の
変化量、したがってプロペラブレードのブレード軸周り
の回動角を大きく取る必要があり、構造上の制約を受け
易い。

【０００４】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、プロペラブレードのブレード軸周りの限られた回
動角によって低速運転性及び高速高出力性を共に満足さ
せ得る前記船用可変推力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、プロペラ直径の増・減に応じてプロペラ
ブレードのピッチ角を増・減させるべく、ブレード軸の
軸線をプロペラボスの軸線に対し半径方向へ所定角度傾
けたことを第１の特徴とする。

【０００６】また本発明は、プロペラ直径の増・減に応
じてプロペラブレードのレーキ角を減・増させるべく、
ブレード軸の軸線をプロペラボスの軸線に対し周方向へ
所定角度傾けたことを第２の特徴とする。

【０００７】さらに本発明は、プロペラ直径の増・減に
応じてプロペラブレードのピッチ角を増・減させると共
にレーキ角を減・増させるべく、ブレード軸の軸線をプ
ロペラボスの軸線に対し半径方向及び周方向へそれぞれ
所定角度傾けたことを第３の特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の第１の特徴によれば、プロペラの低速
回転域では、プロペラ直径の減少と共にプロペラブレー
ドのピッチ角も減少するので、プロペラ推力をより効果
的に下げることができて、低速運転性が向上する。また
プロペラの高速回転域では、プロペラ直径の増大と共に
プロペラブレードのピッチ角も増大するので、プロペラ
推力をより効果的に高めることができて、高速高出力性
が向上する。

【０００９】また本発明の第２の特徴によれば、プロペ
ラ直径を減少させる低速回転域では、プロペラブレード
のレーキ角を増大させることによりプロペラ直径が一層
減少するため、プロペラ推力をより効果的に下げること
ができて、低速運転性が向上する。またプロペラ直径を
増大させる高速回転域では、プロペラブレードのレーキ
角を減少させることによりプロペラ直径が一層増大する
ため、プロペラ推力をより効果的に高めることができ
て、高速高出力性が向上する。

【００１０】さらに本発明の第３の特徴によれば、プロ
ペラの低速回転域では、プロペラ直径の減少に従いプロ
ペラブレードのピッチ角を減少させると共にレーキ角を
増大させるので、プロペラ推力をより一層効果的に下げ
ることができて、低速運転性がより一層向上する。また
プロペラの高速回転域では、プロペラ直径の増大に従い
プロペラブレードのピッチ角を増大させると共にレーキ
角を減少させるので、プロペラ推力をより一層効果的に
高めることができて、高速高出力性がより向上する。

【００１１】

【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。

【００１２】先ず図１ないし図７に示す本発明の第１実
施例から始めるに、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に前後進歯車機構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本発明の可変プロペラ５
が装着される。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】さて、可変プロペラ５の構成について図２
ないし図５により説明する。

【００１６】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。

【００１７】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、トルク制限手段を構成する金属又は
合成樹脂製のスリーブ１８がスプライン１９を介して着
脱可能に嵌合され、これにプロペラボス１２が所定の荷
重をもって圧入される。こうして、スリーブ１８は所定
の摩擦力をもってプロペラボス１２と連結されるが、所
定値以上の回転トルクを受けるとプロペラボス１２との
間に滑りを生じるようになっている。

【００１８】スリーブ１８の後端部外周には後方を向い
た段部１８ａが、またプロペラボス１２の中心部後端に
は、上記段部１８ａに前端を当接させる円筒状の位置決
めボス１２ａがそれぞれ形成され、これらの当接によっ
てプロペラボス１２及びスリーブ１８相互の軸方向位置
が決定される。

【００１９】スリーブ１８をスラストリング１４との間
で挟止するようにして、スリーブ１８の後端にスラスト
ワッシャ２２が当接し、このスラストワッシャ２２は、
プロペラ軸４の後端に螺着されるナット２３により固定
される。そしてナット２３及びプロペラ４には、ナット
２３の緩み止めのための割りピン２４が装着される。

【００２０】図２及び図３において、プロペラボス１２
には、その外周面に開口すると共に底面を前記スリーブ
１８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２６，２６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
通させる中空円筒部３１とが設けられる。この中空円筒
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。

【００２１】プロペラボス１２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３２
ａ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３４，３
５を介して回転自在に支承される。

【００２２】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４８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。

【００２３】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を最小値Ｄ₁にする閉じ
位置Ａと、それを最大値Ｄ₂にする開き位置Ｂとの間を
ブレード軸３３と共にその軸線Ａｂ周りに回動するもの
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。その際、プロペラブレード３２の閉じ位置Ａから
開き位置Ｂへの回動方向は、プロペラ５の前進回転方向
Ｆへ向けられる。そして、このプロペラブレード３２を
支持するブレード軸３３は、その軸線Ａｂが前端をプロ
ペラボス１２の半径方向外方へ向けてプロペラボス１２
の軸線Ａｐに対し所定角度θ₁傾くように配置される。
これによってプロペラブレード３２のピッチ角α（図
１）は、プロペラブレード３２が閉じ位置Ａから開き位
置Ｂへ回動するに従い増大するようになっている。

【００２４】図２、図６及び図７に示すように、プロペ
ラボス１２の後端部には薄肉のディフューザ管３９が、
両者の外周面が連続するように嵌合される。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４７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、プロペラボス１２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４０ににおいて、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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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が前進方向へ駆動されると、その駆動トルクによりプ
ロペラ５が矢印Ｆ方向へ回転駆動される。即ち、プロペ
ラ軸４の駆動トルクはスリーブ１８からプロペラボス１
２へ伝達するので、それと共にプロペラブレード３２が
矢印Ｆ方向へ回転して推力を発生する。

【００２９】ところで、プロペラ５の低速回転域では、
プロペラブレード３２は、戻しばね４９の力と水の抗力
により閉じ位置Ａに保持され、プロペラ直径Ｄを最小値
Ｄ₁にしており、且つ各プロペラブレード３２のピッチ
角αをも最小値にしているので、プロペラ推力は最小に
なっている。したがって、エンジンの通常のアイドリン
グ回転数下でのプロペラ推力を充分に小さく設定し得る
と共に、船速の微調節を容易に行うことができるので、
船の低速運転性が向上し、トローリングや離着岸操作が
容易になる。

【００３０】その後、プロペラ５の回転速度が一定値を
超えて上昇していくと、プロペラブレード３２は、それ
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き、それと同時にピッチ角
αをも増大させていく。そして、所定の高速回転域に入
ると、プロペラブレード３２はプロペラ直径Ｄを最大径
Ｄ₂にする開き位置Ｂまで回動してピッチ角αをも最大
にするので、プロペラ推力は最大となる。これにより高
速高出力性能が発揮され、高速クルージングを可能にす
る。

【００３１】このように、ブレード軸３３周りのプロペ
ラブレード３２の回動により、プロペラ直径Ｄの増・減
と共にプロペラブレード３２のピッチ角も増・減するの
で、プロペラブレード３２の限られた回動角範囲でプロ
ペラ推力を効果的に変化させ、低速運転性及び高速高出
力性の両方を満足させることができる。

【００３２】図８及び図９は本発明の第２実施例を示す
もので、前実施例のブレード軸３３のθ₁傾斜配置に代
えて、ブレード軸３３を、その軸線Ａｂが後端をプロペ
ラ５の前進回転方向Ｆへ向けてプロペラボス１２の軸線
Ａｐに対し所定角度θ₂傾くように配置し、これによっ
てプロペラブレード３２のレーキ角βが、プロペラブレ
ード３２の閉じ位置Ａから開き位置Ｂ（図３参照）への
回動に従い減少するようにしたものである。その他の構
成は前実施例と同様であり、図中、前実施例との対応部
分には同一符号を付しておく。

【００３３】而して、プロペラブレード３２のレーキ角
βの減・増はプロペラ直径Ｄの増・減をもたらすので、
プロペラブレード３２の閉じ位置Ａ及び開き位置Ｂ間の
回動角度を一定にした場合、レーキ角βの変化分だけプ
ロペラ直径Ｄの変化量が増すことになり、したがって、
これによってもプロペラブレード３２の限られた回動角
範囲でプロペラ推力を効果的に変化させることができ
る。

【００３４】また図１０及び図１１は本発明の第３実施
例を示すもので、ブレード軸３３の配置について、前記
第１及び第２実施例を複合させたものである。即ち、ブ
レード軸３３を、その軸線Ａｂが前端をプロペラボス１
２の半径方向外方へ向けてプロペラボス１２の軸線Ａｐ
に対し所定角度θ₁傾き、且つ又その軸線Ａｂが後端を
プロペラ５の前進回転方向Ｆへ向けてプロペラボス１２
の軸線Ａｐに対し所定角度θ₂傾くように配置したもの
である。その他の構成は前記第１実施例と同様であり、
図中、第１実施例との対応部分には、それと同一の符号
を付しておく。

【００３５】この実施例によれば、プロペラブレード３
２の閉じ位置Ａ及び開き位置Ｂ（図３参照）間での回動
により、プロペラブレード３２のピッチ角αを増・減さ
せる共にレーキ角βを減・増させることができ、したが
ってプロペラブレード３２の限られた回動角範囲でプロ
ペラ推力をより効果的に変化させることができる。

【００３６】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のブレード軸３３の軸線周り
の回動を、プロペラ５の回転数に応動する電気式または
油圧式のアクチュエータにより行うようにすることもで
きる。またプロペラブレード３２の使用枚数は２枚ある
いは４枚等と任意である。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明の第１及び第２の特
徴によれば、プロペラ回転数の増・減に伴うプロペラ直
径の増・減時に、プロペラブレードのピッチ角を増・減
又はレーキ角を減・増させることができるので、プロペ
ラブレードのブレード軸周りの限られた回動角範囲でプ
ロペラ回転数の増・減に応じてプロペラ推力を効果的に
増・減させることができ、これにより低速運転性及び高
速高出力性を充分に満足させることができる。

【００３８】また本発明の第３の特徴によれば、プロペ
ラ回転数の増・減に伴うプロペラ直径の増・減時に、プ
ロペラブレードのピッチ角の増・減とレーキ角の減・増
を同時に行うことができるので、プロペラブレードのブ
レード軸周りの限られた回動角範囲でプロペラ回転数の
増・減に応じてプロペラ推力をより効果的に増・減させ
ることができ、したがって低速運転性及び高速高出力性
の一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る可変推力プロペラを
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】周期リング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実施例を示すプロペラ部の平面図

【図９】図８の９−９線断面図

【図１０】本発明の第３実施例を示すプロペラ部の平面
図

【図１１】図１０の１１−１１線断面図

【符号の説明】

４プロペラ軸５プロペラ１２プロペラボス３２プロペラブレード３３ブレード軸 α ピッチ角 β レーキ角 θ₁，θ₂ ブレード軸の取付角度

フロントページの続き (56)参考文献実開昭56−127195（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B63H 1/12 B63H 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プロペラ軸（４）に連結されるプロペラ
ボス（１２）と、このプロペラボス（１２）に、その軸
線（Ａｐ）を囲み且つその軸線（Ａｐ）方向に延びる複
数本のブレード軸（３３）と、これらブレード軸（３
３）を介してプロペラボス（１２）に、プロペラ回転数
の増・減に応じてプロペラ直径（Ｄ）を増・減させるよ
う回動可能に支持される複数のプロペラブレード（３
２）とからなる船用可変推力プロペラにおいて、プロペラ直径（Ｄ）の増・減に応じてプロペラブレード
（３２）のピッチ角（α）を増・減させるべく、ブレー
ド軸（３３）の軸線（Ａｂ）をプロペラボス（１２）の
軸線（Ａｐ）に対し半径方向へ所定角度（θ₁）傾けた
ことを特徴とする、船用可変推力プロペラ。
【請求項２】プロペラ軸（４）に連結されるプロペラ
ボス（１２）と、このプロペラボス（１２）に、その軸
線（Ａｐ）を囲み且つその軸線（Ａｐ）方向に延びる複
数本のブレード軸（３３）と、これらブレード軸（３
３）を介してプロペラボス（１２）に、プロペラ回転数
の増・減に応じてプロペラ直径（Ｄ）を増・減させるよ
う回動可能に支持される複数のプロペラブレード（３
２）とからなる船用可変推力プロペラにおいて、プロペラ直径（Ｄ）の増・減に応じてプロペラブレード
（３２）のレーキ角（β）を減・増させるべく、ブレー
ド軸（３３）の軸線（Ａｂ）をプロペラボス（１２）の
軸線（Ａｐ）に対し周方向へ所定角度（θ₂）傾けたこ
とを特徴とする、船用可変推力プロペラ。
【請求項３】プロペラ軸（４）に連結されるプロペラ
ボス（１２）と、このプロペラボス（１２）に、その軸
線（Ａｐ）を囲み且つその軸線（Ａｐ）方向に延びる複
数本のブレード軸（３３）と、これらブレード軸（３
３）を介してプロペラボス（１２）に、プロペラ回転数
の増・減に応じてプロペラ直径（Ｄ）を増・減させるよ
う回動可能に支持される複数のプロペラブレード（３
２）とからなる船用可変推力プロペラにおいて、プロペラ直径（Ｄ）の増・減に応じてプロペラブレード
（３２）のピッチ角（α）を増・減させると共にレーキ
角（β）を減・増させるべく、ブレード軸（３３）の軸
線（Ａｂ）をプロペラボス（１２）の軸線（Ａｐ）に対
し半径方向及び周方向へそれぞれ所定角度（θ₁，
θ₂）傾けたことを特徴とする、船用可変推力プロペ
ラ。