JP3311078B2 - 船用の可変推力型プロペラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進機本体に支持され
てその後方へ突出するプロペラ軸と、このプロペラ軸周
りに回転可能に配設されるプロペラボスとを、所定値以
上のトルクを受けると滑りを生じるトルク制限装置を介
して連結し、プロペラボスには複数のプロペラブレード
をプロペラ直径又はピッチ角を変え得るように取付け
た、船用の可変推力型プロペラに関する。

【０００２】

【従来の技術】かゝる可変推力型プロペラは、例えば特
開平２−１４４２８７号公報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】一般にかゝる可変推力
型プロペラは、プロペラブレード群とトルク制限装置と
を軸方向に並べて構成されるものであるから、その軸方
向長さは、固定ブレードを持つ通常型プロペラに比し長
い。そこで従来、かゝる可変推力型プロペラを採用する
場合には、推進機本体に支承されるプロペラ軸を可変推
力型プロペラ専用の長いものとしている。したがって可
変推力型プロペラ専用のプロペラ軸には、該軸の余分な
突出部を形成せずに通常型プロペラを装着することはで
きず、通常型プロペラに交換するときは、プロペラ軸を
も通常型プロペラ用の短いものと交換しなければならな
い。しかしながら、そのような交換作業は推進機本体の
分解を伴うもので、甚だ面倒である。 本発明は、かゝ
る事情に鑑みてなされたもので、通常型プロペラ用の短
いプロペラ軸にも容易に装着し得る前記可変推力型プロ
ペラを提供することを目的とする。

【０００４】

【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、プロペラ軸に着脱可能に嵌合される中空
の前半部と、その前半部に一体に結合されてプロペラ軸
の後方へ延出する後半部とを有する延長軸を備え、この
延長軸の略全長に亘る外周にプロペラボスを回転可能に
嵌合し、プロペラ軸前半部に対応したプロペラボス前半
部にプロペラブレードを支持させ、プロペラ軸後半部に
対応したプロペラボス後半部の内周面と延長軸外周面と
の間にはダンパゴムを充填してトルク制限装置を構成し
たことを第１の特徴とする。

【０００５】また本発明は、上記特徴に加えて、プロペ
ラボスの後半部内周の環状凹部に、延長軸外周面に焼付
けられたダンパゴムを圧入したことを第２の特徴とす
る。

【０００６】さらに本発明は、第１又は第２の特徴に加
えて、プロペラボスの前半部外周に、各複数の凹部及び
ランド部を周方向交互に並ぶよう形成し、各凹部にはプ
ロペラブレードの基部を収容し、ランド部には、それを
前後方向に貫通して推進機本体の排気出口をプロペラボ
スの後端に開放する排気路を設けたことを第３の特徴と
する。

【０００７】さらにまた本発明は、第３の特徴に加え
て、プロペラボス外周の凹部の前後方向両端壁にプロペ
ラボスの軸線と平行なブレード軸を支承させ、このブレ
ード軸によりプロペラブレードのボスを回動可能に支持
したことを第４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。先ず、図１ないし図８に示す第１実施例より始
める。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
る。このプロペラ軸４は、通常型プロペラ用で、推進機
本体１からの後方突出長さが比較的短いものであり、こ
れ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に当接させ内周面がプロペラ軸４の外周面にスプ
ライン１７を介して嵌合される前半部と、この前半部に
一体に結合されてプロペラ軸４より後方へ延出する後半
部とより形成されて全体が中空の延長軸１６が着脱可能
に装着される。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袋ナット１８の六角頭部１８ａに
より後端面が押えられる。

【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、延長軸１６前半部に対応した位置にあ
るプロペラボス１９前半部の外周面には、後述するよう
に複数のプロペラブレード３１が取付けられ、また延長
軸１６後半部に対応した位置にあるプロペラボス１９後
半部の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２
１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１
９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の後端と長軸袋ナット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
長軸袋ナット１８に穿設された一連のピン孔２３に割ピ
ン２４が装着される。而して、この割ピン２４はプロペ
ラ軸４に対する長軸袋ナット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
回転方向後側に弾頭形の重錘４５が螺着される。

【００２１】この場合、図７及び図８に示すような構造
で重錘４５を取付けてもよい。即ち流線形の重錘４５の
前半部に設けたすり割り４６にプロペラブレード３１の
後縁部が嵌込まれ、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が重錘４５に螺着される。
また重錘４５には、鎖線で示すような付加重錘４５ａを
設けてもよい。

【００２２】次にこの実施例の作用について説明する。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】ところで、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。したが
って、プロペラ軸４の交換は不要である。

【００３１】図９ないし図１１は本発明を可変ピッチ型
プロペラに適用した第２実施例を示す。図９及び図１０
において、プロペラボス１９の前半部外周には、第１実
施例の凹部２５に代えて円形の段付凹部５０が形成さ
れ、この段付凹部５０の奥側小径凹部５０ａにはプロペ
ラブレード３１基端の頸軸３１ｂに固着した回転板５１
が嵌合され、また手前側の大径凹部５０ｂには、上記頸
軸３１ｂを回転自在に支承する押え板５２が嵌合され、
この押え板５２はビス５３によりプロペラボス１９に固
着される。

【００３２】複数のプロペラブレード３１のピッチ角制
御を同期させる同期装置３３は、各回転板５１の外周面
に植設された同期ピン５４の先端を共通の同期板３５の
連結溝３８に係合して構成される。その際、同期ピン５
４は、回転板５１の回動と共に揺動し得るよう、プロペ
ラボス１９の空洞部５５に配設される。また同期板３５
は、前実施例の三角状凹部３４に代えてプロペラボス１
９に形成された規制凹部５６に収容され、各プロペラブ
レード３１のピッチ角θ（図１１）を最小値から最大値
に制御すべく同期板３５の回動角が規制凹部５６により
規制される。そして、この規制凹部５６に連なる１個又
は複数個のポケット５７には、同期板３５を、プロペラ
ブレード３１のピッチ角θが最小になる方向に付勢する
戻しばね５８が縮設される。

【００３３】図１１に示すように、プロペラボス１９の
正転時、各プロペラブレード３１は矢印Ｒ方向へ回転す
る。このとき、プロペラブレード３１の背面に生じる揚
力Ｆの中心がプロペラブレード３１の頸軸３１ｂ中心か
らブレード前縁側にオフセットした位置を占めるように
プロペラブレード３１は形成されている。

【００３４】したがって、プロペラボス１９の低速回転
域では戻しばね５８の弾発力で各プロペラブレード３１
は最小ピッチ角の位置に保持されるが、プロペラボス１
９の回転数が所定値以上に上昇すると、それに伴い増大
する揚力Ｆと戻しばね５８の弾発力とが釣合うところま
で、各プロペラブレード３１は頸軸３１ｂを軸にして回
動して、そのピッチ角を増加させることになる。

【００３５】その他の構成は前実施例と同様であるの
で、図中、前実施例と対応する部分には同一の符号を付
して、その説明を省略する。

【００３６】尚、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となる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、プロペラ軸に着脱可能に嵌合される中空の前半部
と、その前半部に一体に結合されてプロペラ軸の後方へ
延出する後半部とを有する延長軸を備え、この延長軸の
略全長に亘る外周にプロペラボスを回転可能に嵌合し、
プロペラ軸前半部に対応したプロペラボス前半部にプロ
ペラブレードを支持させ、プロペラ軸後半部に対応した
プロペラボス後半部の内周面と延長軸外周面との間には
ダンパゴムを充填してトルク制限装置を構成したので、
通常型プロペラ用の短いプロペラ軸にトルク制限装置付
の可変推力型プロペラを容易に取付けることができる。
したがってこの可変推力型プロペラを取外せば、上記プ
ロペラ軸に通常型プロペラを直接取付けることができ
る。また可変推力型プロペラにおいて、プロペラブレー
ド群及びトルク制限装置は軸方向に並んでプロペラボス
に設けられるので、プロペラボスを特別大径に形成する
ことなく、大容量のトルク制限装置の設置が可能であ
る。

【００３８】また本発明の第２の特徴によれば、プロペ
ラボスの後半部内周の環状凹部に、延長軸外周面に焼付
けられたダンパゴムを圧入したので、ダンパゴムの滑り
面をプロペラブレードに邪魔されることなく極力大径に
形成できて、トルク制限装置の容量増加を容易に図るこ
とができる。

【００３９】さらに本発明の第３の特徴によれば、プロ
ペラボスの前半部外周に、各複数の凹部及びランド部を
周方向交互に並ぶよう形成し、各凹部にはプロペラブレ
ードの基部を収容し、ランド部には、それを前後方向に
貫通して推進機本体の排気出口をプロペラボスの後端に
開放する排気路を設けたので、プロペラブレードに邪魔
されることなく排気路をプロペラボスに形成することが
でき、したがってエンジンの排ガスを可変推力型プロペ
ラを介して水中に排出することができる。しかも、プロ
ペラブレードの基部を収容する凹部同士の間にランド部
が存在することから、プロペラボスの回転抵抗の減少を
も図ることができる。

【００４０】さらにまた本発明の第４の特徴によれば、
プロペラボス外周の凹部の前後方向両端壁にプロペラボ
スの軸線と平行なブレード軸を支承させ、このブレード
軸によりプロペラブレードのボスを回動可能に支持した
ので、ブレード軸に邪魔されることなく、断面積の大な
る排気路をプロペラボスに形成でき、排気抵抗の減少に
寄与する一方、ブレード軸は排気路に邪魔されることな
く、堅固な両端支持が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、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

【図９】本発明の第２実施例を示すもので、可変ピッチ
型プロペラを備えた船用推進機の要部の縦断側面図

【図１０】図９の１０−１０線断面図

【図１１】図９の１１−１１線断面図

【符号の説明】

１ 推進機本体 ４ プロペラ軸 ５ プロペラ １３ 排気出口 １６ 延長軸 １９ プロペラボス ２０ 環状凹部 ２１ ダンパゴム ２５ 凹部 ２６ ランド部 ２９ 排気路 ３１ プロペラブレード ３１ａ ボス ３２ ブレード軸 ４９ トルク制限装置 ５０ 段付凹部

───────────────────────────────────────────────────── 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 B63H 23/34

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進機本体（１）に支持されてその後方
   へ突出するプロペラ軸（４）と、このプロペラ軸（４）
   周りに回転可能に配設されるプロペラボス（１９）と
   を、所定値以上のトルクを受けると滑りを生じるトルク
   制限装置（４９）を介して連結し、プロペラボス（１
   ９）には複数のプロペラブレード（３１）をプロペラ直
   径又はピッチ角を変え得るように取付けた、船用の可変
   推力型プロペラにおいて、プロペラ軸（４）に着脱可能に嵌合される中空の前半部
   と、その前半部に一体に結合されて プロペラ軸（４）の
   後方へ延出する後半部とを有する延長軸（１６）を備
   え、この延長軸（１６）の略全長に亘る外周にプロペラ
   ボス（１９）を回転可能に嵌合し、プロペラ軸（４）前
   半部に対応したプロペラボス（１９）前半部にプロペラ
   ブレード（３１）を支持させ、プロペラ軸（４）後半部
   に対応したプロペラボス（１９）後半部の内周面と延長
   軸（１６）外周面との間にはダンパゴム（２１）を充填
   してトルク制限装置（４９）を構成したことを特徴とす
   る、船用の可変推力型プロペラ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、プロペラ
   ボス（１９）の後半部内周の環状凹部（２０）に、延長
   軸（１６）外周面に焼付けられたダンパゴム（２１）を
   圧入したことを特徴とする、船用の可変推力型プロペ
   ラ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のものにおいて、プ
   ロペラボス（１９）の前半部外周に、各複数の凹部（２
   ５，５０）及びランド部（２６）を周方向交互に並ぶよ
   う形成し、各凹部（２５，５０）にはプロペラブレード
   （３１）の基部を収容し、ランド部（２６）には、それ
   を前後方向に貫通して推進機本体（１）の排気出口（１
   ３）をプロペラボス（１９）の後端に開放する排気路
   （２９）を設けたことを特徴とする、船用の可変推力型
   プロペラ。
4. 【請求項４】 請求項３記載のものにおいて、プロペラ
   ボス（１９）外周の凹部（２５）の前後方向両端壁にプ
   ロペラボス（１９）の軸線と平行なブレード軸（３２）
   を支承させ、このブレード軸（３２）によりプロペラブ
   レード（３１）のボス（３１ａ）を回動可能に支持した
   ことを特徴とする、船用の可変推力型プロペラ。