JP3311079B2 - 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，推進器本体に支承され
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複数のプロペラブレ
ードを，プロペラ直径を変え得るように取付けてなる，
船用の可変推力型プロペラに関する。

【０００２】

【従来の技術】船用の可変推力型プロペラにおいて，プ
ロペラ直径を変え得るようにしたものは，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】従来の可変推力型プロ
ペラでは，全てのプロペラブレードを機械的に制御する
ためのアクチュエータを備えており，構造が複雑で安価
に提供することが困難であった。

【０００４】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，特別なアクチュエータを用いずに全てのプロペラ
ブレードを自動制御し得る，構造簡単で安価な推力可変
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，推進器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，その軸線を囲み且つその軸線と平行
に配置される複数のブレード軸を介して複数のプロペラ
ブレードを，これらがプロペラ直径を最小にする閉じ位
置と最大にする開き位置との間を回動し得るように取付
けた，船用の可変推力型プロペラにおいて，プロペラボ
スに回動可能に支承される複数のブレード軸に複数のプ
ロペラブレードのボスをそれぞれ結合して，プロペラブ
レードに働く遠心力の増大に応じてプロペラ直径を増加
すべくプロペラブレードがブレード軸と共に回動するよ
うにし，全てのブレード軸相互を，これらブレード軸の
回動を同期させる同期装置を介して連結したことを第１
の特徴とする。

【０００６】また本発明は，上記特徴に加えて，複数の
ブレード軸の一側面にそれぞれ突設された複数の同期ピ
ンと，プロペラボスにその軸線周りに回動し得るよう設
けられ，外周に全ての同期ピンの先端が係合する複数の
連結溝を有する同期板とから同期装置を構成したことを
第２の特徴とする。

【０００７】さらに本発明は，第２の特徴に加えて，同
期板を，連結溝を有する部分を頂点とする多角形に形成
し，その多角形の各辺の外側を通って推進器本体の排気
出口をプロペラボスの後端に開放する複数の排気路をプ
ロペラボスに設けたことを第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。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，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，そ
の後端を押える押え環２２が延長軸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も果す。

【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】このような同期装置３３において，同期板
３５は，その三角形の各辺の外側に排気路２９がくるよ
うに配置される。こうすることにより，同期板３５及び
同期ピン３６に邪魔されることなく，断面積の大なる排
気路３９をプロペラボス１９に形成することが可能とな
る。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】次にこの実施例の作用について説明する。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【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。また，このようにブレー
ド軸３２の支持構造が合理的であるので，プロペラボス
１９の軽量化を図るべくこれをＡｌ合金製としても，強
度的要求を満足させることができる。

【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】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。

【００３２】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。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，プロペラボスに回動可能に支承される複数のブレー
ド軸に複数のプロペラブレードのボスをそれぞれ結合し
て，プロペラブレードに働く遠心力の増大に応じてプロ
ペラ直径を増加すべくプロペラブレードがブレード軸と
共に回動するようにし，全てのブレード軸相互を，これ
らブレード軸の回動を同期させる同期装置を介して連結
したので，各プロペラブレードの遠心力を利用すること
により，特別なアクチュエータを用いることなくプロペ
ラ直径を自動的に制御することができ，しかも全てのブ
レード軸の同期回動により全てのプロペラブレードの開
閉角度を，それぞれの遠心力等の差に拘らず，均等に制
御することができる。したがって，構造簡単で安価な，
しかも性能の安定した可変直径型のプロペラを提供し得
る。

【００３４】また本発明の第２の特徴によれば，上記可
変直径型プロペラにおいて，複数のブレード軸の一側面
にそれぞれ突設された複数の同期ピンと，プロペラボス
にその軸線周りに回動し得るよう設けられ，外周に全て
の同期ピンの先端が係合する複数の連結溝を有する同期
板とから同期装置を構成したので，部品点数が少なく作
動確実な同期装置を得ることができる。

【００３５】さらに本発明の第３の特徴によれば，上記
可変直径型プロペラにおいて，同期板を，連結溝を有す
る部分を頂点とする多角形に形成し，その多角形の各辺
の外側を通って推進器本体の排気出口をプロペラボスの
後端に開放する複数の排気路をプロペラボスに設けたの
で，同期装置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，したがって水中排気を支
障なく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の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

【符号の説明】

Ａ 閉じ位置 Ｂ 開き位置 Ｄ プロペラ直径 θ ピッチ角 １ 推進機本体 ４ プロペラ軸 ５ プロペラ １３ 排気出口 １９ プロペラボス ２９ 排気路 ３１ プロペラブレード ３１ａ ブレードボス ３１ｂ 頸軸 ３２ ブレード軸 ３３ 同期装置 ３５ 同期板 ３６ 同期ピン ５４ 同期ピン ５５ 空洞部

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/32 B63H 23/34

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進器本体（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，その
   軸線を囲み且つその軸線と平行に配置される複数のブレ
   ード軸（３２）を介して複数のプロペラブレード（３
   １）を，これらがプロペラ直径（Ｄ）を最小にする閉じ
   位置（Ａ）と最大にする開き位置（Ｂ）との間を回動し
   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， プロペラボス（１９）に回動可能に支承される複数のブ
   レード軸（３２）に複数のプロペラブレード（３１）の
   ボス（３１ａ）をそれぞれ結合して，プロペラブレード
   （３１）に働く遠心力の増大に応じてプロペラ直径
   （Ｄ）を増加すべくプロペラブレード（３１）がブレー
   ド軸（３２）と共に回動するようにし，全てのブレード
   軸（３２）相互を，これらブレード軸の回動を同期させ
   る同期装置（３３）を介して連結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，複数のブ
   レード軸（３２）の一側面にそれぞれ突設された複数の
   同期ピン（３６）と，プロペラボス（１９）にその軸線
   周りに回動し得るよう設けられ，外周に全ての同期ピン
   （３６）の先端が係合する複数の連結溝（３８）を有す
   る同期板（３５）とから同期装置（３６）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。
3. 【請求項３】 請求項２記載のものにおいて，同期板
   （３５）を，連結溝（３８）を有する部分を頂点とする
   多角形に形成し，その多角形の各辺の外側を通って推進
   器本体（１）の排気出口（１３）をプロペラボス（１
   ９）の後端に開放する複数の排気路（２９）をプロペラ
   ボス（１９）に設けたことを特徴とする，船用の可変推
   力型プロペラ。