JP3252017B2 - 船用の可変直径型プロペラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進機本体に支承され
てその後方へ突出するプロペラ軸にプロペラボスを嵌合
して連結し、このプロペラボスには、放射状に配置され
る複数のプロペラブレードを、これらが受ける遠心力の
増大に応じてプロペラ直径を拡大すべく開閉可能に軸支
した、船用の可変直径型プロペラに関する。

【０００２】

【従来の技術】かゝる可変直径型プロペラは、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、
既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、可変直径型プロ
ペラの回転数−直径特性を変更したり、調整したりする
際には、プロペラブレード自体を重量の異なるものと交
換したり、プロペラブレードの戻しばねをセット荷重の
異なるものと交換している。しかしながら、このような
交換作業は甚だ面倒なものである。

【０００４】本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたも
ので、プロペラブレードに付設される重錘の交換によ
り、プロペラの回転数−直径特性を容易に変更もしくは
調整し得る可変直径型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、プロペラブレードの回転方向後縁部に流
線形の重錘を付設すると共に、この重錘の少なくとも一
部を着脱可能に構成したことを特徴とする。

【０００６】また本発明は、第１の特徴に加えて、プロ
ペラブレードの後縁部に一体成形された前部重錘と、こ
の前部重錘の後端面に開口する取付孔に結合される連結
軸部を有する後部重錘とから重錘を構成したことを特徴
とする。

【０００７】さらに本発明は、同じく第１の特徴に加え
て、重錘の前半部に、その軸線に沿ったすり割りを形成
し、このすり割りにプロペラブレードの後縁部を差込ん
で重錘をプロペラブレード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一実施例について
説明する。先ず、図１において、船のトランサムに装着
される推進機本体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、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。

【０００９】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に駆動し得る後進態様とに切換えら
れる。

【００１０】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を支承するための前後
一対のベアリング８，９を保持するベアリングホルダ１
０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１０ｂとを
備え、両筒部１０ａ，１０ｂはテーパ状筒部１０ｃを介
して一体に連結される。また小径筒部１０ｂ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１０
ｄ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１３が設けられ
る。

【００１１】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６により説明する。

【００１２】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板１４がスプ
ライン１５を介して嵌合される。そしてこのスラスト板
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。またプロペラ軸４には、前端をスラスト
板１４に当接させると共に後端をプロペラ軸４より後方
へ延出させる中空の延長軸１６がスプライン１７を介し
て着脱可能に嵌合される。この延長軸１６は、プロペラ
軸４の後端外周に螺着される長軸ナット１８の六角頭部
１８ａにより後端面が押えられる。この場合、延長軸１
６に対する長軸ナット１８の締結が確実に行われている
か否かをチェックするには、長軸ナット１８の後方から
その中空部１８ｂに深さゲージを挿入してプロペラ軸４
後端面までの深さを測ることが有効である。そのチェッ
ク後、長軸ナット１８の中空部１８ｂの後方開放端はゴ
ム栓５２で閉塞される。

【００１３】延長軸１６の外周面には、その略全長に亘
りプロペラボス１９が相対回転可能に嵌合される。図３
にも示すように、このプロペラボス１９の後半部内周面
には環状凹部２０が形成されており、この環状凹部２０
に臨む延長軸１６外周面に焼付けた円筒状のダンパゴム
２１を該凹部２０に圧入することによりトルク制限装置
４９が構成される。而して、ダンパゴム２１は一定の摩
擦力をもってプロペラボス１９と連結され、一定値以上
の回転トルクを受けるとプロペラボス１９との間に滑り
を生じるようになっている。

【００１４】このダンパゴム２１の抜止めのために、押
え環２２がダンパゴム２１の後端と長軸ナット１８の六
角頭部１８ａとの間に介入するよう延長軸１６後端部に
嵌合されると共に、この押え環２２、延長軸１６及び長
軸ナット１８に穿設された一連のピン孔２３に割ピン２
４が装着される。而して、この割ピン２４はプロペラ軸
４に対する長軸ナット１８の回り止めの役割りを果す。

【００１５】図２及び図４に示すように、プロペラボス
１９には、その前半部において周方向に交互に並ぶ各３
個の凹部２５及びランド部２６と、各凹部２５の前後両
側壁に開口する一対の軸受孔２７，２８と、各ランド部
２６内を通ってプロペラボス１９を軸方向に貫通する３
本の排気路２９と、プロペラボス１９の前面に開口して
前記スラスト板１４を収容する筒状凹部３０とが設けら
れ、排気路２９及び前部軸受孔２７は筒状凹部３０に開
口する。そして各凹部２５にはプロペラブレード３１の
ボス３１ａが配置され、このボス３１ａにスプライン嵌
合するブレード軸３２の両端が軸受孔２７，２８に回転
自在に支承される。

【００１６】図２及び図５に示すように、全てのブレー
ド軸３２は同期装置３３により相互に連結され、同期回
動するようになっている。この同期装置３３は、筒状凹
部３０の底面から更に凹んで各ブレード軸３２の外周面
の一部を露出させる三角状凹部３４において延長軸１６
に回転自在に支承される三角状の同期板３５と、三角状
凹部３４に露出した各ブレード軸３２の外周面に開口す
る横孔３７に嵌合支持される同期ピン３６とからなって
いる。三角状同期板３５の各頂部には連結溝３８が、ま
た同期ピン３６の横孔３７から突出した一端には円筒状
の膨大部３６ａがそれぞれ形成されており、この膨大部
３６ａが対応する連結溝３８に係合される。而して、全
てのブレード軸３２は、それぞれの回動時、自己の同期
ピン３６及び共通の同期板３５を介して互いに回動角を
規制し合うことにより、同期回動することができる。

【００１７】図６に示すように、ブレード軸３２及び同
期板３５の抜け止めのために、筒状凹部３０の底面にカ
バー３９がボルト４０により固着される。このカバー３
９には前記３本の排気路２９を閉鎖しないよう、３つの
切欠４１が設けられる。

【００１８】図４に示すように、各プロペラブレード３
１は、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３２と共に
回動するもので、その閉じ位置Ａを規制するためにプロ
ペラボス１９の外周面に当接する第１ストッパ面４２が
各プロペラブレード３１の回転方向後端部に形成され、
またその開き位置Ｂを規制するために凹部２５の一側面
に当接する第２ストッパ面４３がブレードボス３１ａに
形成される。

【００１９】また各プロペラブレード３１は、その閉じ
位置Ａに向ってばね付勢されるもので、そのための捩り
コイル型の戻しばね４４（図２）がブレードボス３１ａ
に装着される。

【００２０】さらに各プロペラブレード３１には、その
回転方向後縁部に流線形の重錘４５が付設される。この
重錘４５は、流線形の前半部をなす前部重錘４５ｆと流
線形の後半部をなす後部重錘４５ｒとに分割され、これ
らの分割面には取付孔５０及び連結軸部５１がそれぞれ
形成される。そして前部重錘４５ｆはプロペラブレード
３１の後縁部に一体成形され、その取付孔５０への連結
軸部５１の螺着又は圧入により後部重錘４５ｒは前部重
錘４５ｆに着脱可能に結合される。

【００２１】次にこの実施例の作用について説明する。

【００２２】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、スプ
ライン１７、延長軸１６及びダンパゴム２１を順次経て
プロペラボス１９へと伝達するので、このプロペラボス
１９と共にプロペラブレード３１群が回転して推力を発
生する。

【００２３】而して、プロペラボス１９の低速回転域で
は、各プロペラブレード３１は戻しばね４４の弾発力に
より閉じ位置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。

【００２４】その後、プロペラボス１９の回転速度が一
定値を超えて上昇していくと、各プロペラブレード３１
は、それ自体及び重錘４５に作用する遠心力が戻しばね
４４の弾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。

【００２５】この間、全てのプロペラブレード３１のブ
レード軸３２は、前述のように同期装置３３を介して互
いに同期回動するので各プロペラブレード３１に働く遠
心力、戻しばね４４の弾発力等の差や水の抵抗、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。

【００２６】このプロペラ５の回転数−直径特性を変更
又は調整する際には、各プロペラブレード３１におい
て、後部重錘４５ｒを前部重錘４５ｆから外して、重量
を異にする別の後部重錘４５ｒを前部重錘４５ｆに結合
することにより、プロペラブレード３１の重量を調節す
るもので、このようにすると、プロペラ５の所定回転数
においてプロペラブレード３１が受ける遠心力の大きさ
が変り、したがってプロペラ直径Ｄの変化特性が変るこ
とになる。

【００２７】しかも、前部重錘４５ｆに後部重錘４５ｒ
を結合してなる重錘４５は流線形をなしているので、プ
ロペラ５の回転時、水の抵抗を殆ど増加させない。

【００２８】航行中、浮流物等の小障害物がプロペラブ
レード３１に当った場合には、ダンパゴム２１に捩り変
形が生じて、プロペラブレード３１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３１に当った場合には、ダンパゴム２１とプロペ
ラボス１９との嵌合面間に滑りが生じ、プロペラ軸４が
プロペラボス１９に対して空転するので、プロペラブレ
ード３１及び動力伝達系への過負荷を遮断することがで
きる。

【００２９】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を経てプロペラボ
ス１９の筒状凹部３０へ出、そこから３本の排気路２９
に分流し、水中に放出される。したがって、プロペラボ
ス１９の回転中と雖も、排ガスの３本の排気路２９への
分配の均等化を図ることができる。しかも、各排気路２
９は、プロペラボス１９の軸線と平行な３本のブレード
軸３２の間を通るように形成されているので、ブレード
軸３２に邪魔されることなく、しかもプロペラボス１９
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。一方、ブレード軸３２は、排気路２
９に邪魔されることなく、前後一対の軸受孔２７，２８
による両端支持が可能となり、プロペラブレード３１を
強固に支持することができる。

【００３０】またトルク制限装置４９のダンパゴム２１
は、ブレードボス３１ａを収容する凹部２５の後方にお
いて、延長軸１６とプロペラボス１９との間に介装され
るので、ブレードボス３１ａに邪魔されることなく大容
量のダンパゴム２１の採用が可能となる。しかもダンパ
ゴム２１の内周面は延長軸１６に焼付けられ、その外周
面はプロペラボス１９の後半部内周の環状凹部２０の内
周面に圧接するものであるから、プロペラブレード３１
に邪魔されることなくダンパゴム２１の滑り面を極力大
径に設定でき、したがってトルク容量の大なるトルク制
限装置４９を容易に得ることができる。

【００３１】尚、固定ブレードを持つ通常型のプロペラ
を必要とする場合には、延長軸１６を外して、プロペラ
軸４に通常型プロペラのボスを直接スプライン嵌合し、
そのボスをスラスト板１４に押しつけるようにプロペラ
軸４後端にナットを螺着するものである。

【００３２】図７及び図８は重錘４５のプロペラブレー
ド３１への取付構造の変形例を示す。即ち、流線形の重
錘４５はプロペラブレード３１と別個に成形されたもの
で、その前半部にすり割り４６を有しており、これをプ
ロペラブレード３１の後縁部に差込み、プロペラブレー
ド３１の透孔４７を貫通するようにしてビス４８を重錘
４５に螺着することにより、プロペラブレード３１に固
着されるものである。この重錘４５には、鎖線で示すよ
うにプロペラブレード３１の後縁に沿って延びる翼形の
付加重錘４５ａを一体に連設することもある。

【００３３】而して、この変形例においては、ビス４８
の脱着により重錘４５全体を重量の異なるものと交換す
ることができ、また重錘の付設を考慮されていないプロ
ペラブレードに対しても、この重錘４５を取付けてその
重量を調節することができる。

【００３４】上記実施例においては、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、ダンパゴム２１及び延長軸１６からなる緩衝装置を
廃止してプロペラボス１９をプロペラ軸４に直接スプラ
イン結合することもできる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、プロペラブレードの回転方向後縁部に流線形の重錘
を付設すると共に、この重錘の少なくとも一部を着脱可
能に構成したので、重錘の少なくとも一部の交換のみで
プロペラの回転数−直径特性を変更もしくは調整するこ
とができ、しかも重錘が流線形をなすことから、水によ
るプロペラの回転抵抗を増加させることも殆どない。

【００３６】また本発明の第２の特徴によれば、プロペ
ラブレードの後縁部に一体成形された前部重錘と、この
前部重錘の後端面に開口する取付孔に結合される連結軸
部を有する後部重錘とから重錘を構成したので、後部重
錘の交換のみでプロペラの回転数−直径特性を変更もし
くは調整することができ、しかもビス等の固着部材を用
いることなく後部重錘を前部重錘に結合することができ
る。

【００３７】さらに本発明の第３の特徴によれば、重錘
の前半部に、その軸線に沿ったすり割りを形成し、この
すり割りにプロペラブレードの後縁部を差込んで重錘を
プロペラブレードに固着したので、重錘全体を変更する
ことによりプロペラの回転数−直径特性を変更もしくは
調整することができ、また重錘の付設を考慮されていな
いプロペラブレードに対しても重錘を取付けてその重量
を調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変直径型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】図２の５−５線断面図

【図６】図２の６−６線断面図

【図７】プロペラブレードの重錘の取付構造の変形例を
示す正面図

【図８】図７の８−８線断面図

【符号の説明】

Ａ 閉じ位置 Ｂ 開き位置 Ｄ プロペラ直径 １ 推進機本体 ４ プロペラ軸 ５ プロペラ ３１ プロペラブレード ３２ ブレード軸 ４５ 重錘 ４５ｆ 前部重錘 ４５ｒ 後部重錘 ４６ すり割り ４８ ビス ５０ 取付孔 ５１ 連結軸部

フロントページの続き (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）に支承されてその後方
   へ突出するプロペラ軸（４）にプロペラボス（１９）を
   嵌合して連結し、このプロペラボス（１９）には、放射
   状に配置される複数のプロペラブレード（３１）を、こ
   れらが受ける遠心力の増大に応じてプロペラ直径（Ｄ）
   を拡大すべく開閉可能に軸支した、船用の可変直径型プ
   ロペラにおいて、 プロペラブレード（３１）の回転方向後縁部に流線形の
   重錘（４５）を付設すると共に、この重錘（４５）の少
   なくとも一部を着脱可能に構成したことを特徴とする、
   船用の可変直径型プロペラ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、 プロペラブレード（３１）の後縁部に一体成形された前
   部重錘（４５ｆ）と、この前部重錘（４５ｆ）の後端面
   に開口する取付孔（５０）に結合される連結軸部（５
   １）を有する後部重錘（４５ｒ）とから重錘（４５）を
   構成したことを特徴とする、船用の可変直径型プロペ
   ラ。
3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、 重錘（４５）の前半部に、その軸線に沿ったすり割り
   （４６）を形成し、このすり割り（４６）にプロペラブ
   レード（３１）の後縁部を差込んで重錘（４５）をプロ
   ペラブレード（３１）に固着したことを特徴とする、船
   用の可変直径型プロペラ。