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

船用の可変推力型プロペラ

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JP3311078B2
JP3311078B2 JP11827593A JP11827593A JP3311078B2 JP 3311078 B2 JP3311078 B2 JP 3311078B2 JP 11827593 A JP11827593 A JP 11827593A JP 11827593 A JP11827593 A JP 11827593A JP 3311078 B2 JP3311078 B2 JP 3311078B2
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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
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
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
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、
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
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
    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)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)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。
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