JP3311169B2 - 船用プロペラ - Google Patents

船用プロペラ

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JP3311169B2 JP25501494A JP25501494A JP3311169B2 JP 3311169 B2 JP3311169 B2 JP 3311169B2 JP 25501494 A JP25501494 A JP 25501494A JP 25501494 A JP25501494 A JP 25501494A JP 3311169 B2 JP3311169 B2 JP 3311169B2
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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,推進機本体から延出す
るプロペラ軸に連結されるプロペラボスに複数枚のブレ
ードを備えた,船用プロペラに関する。
【0002】
【従来の技術】かゝる船用プロペラにおいては,プロペ
ラボスに全てのブレードを一体に形成した固定ブレード
型と,全てのブレードを,そのプロペラ直径又はピッチ
角が可変となるようにプロペラボスに枢支した可変ブレ
ード型(例えば特開平2−144287号公報参照)と
が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】固定ブレード型のもの
は,その性能を低速及び高速運転の両域に合せることが
困難であるのに対し,可変ブレード型のものは,プロペ
ラ直径又はピッチ角の変化により低,高速の各運転に適
応した性能を発揮し得る利点を有する。しかしながら,
可変ブレード型のものでは,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プロペラボス
に備えているので,構造が複雑である上,プロペラボス
の大径化を免れない。
【0004】本発明は,かゝる事情に鑑みてなされたも
ので,低,高速いずれの運転にも適応した性能を発揮す
ることができ,しかも構造簡単でプロペラボスの小径化
が可能な船用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,請求項1の発明は,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一体に形成される固定ブ
レードと,同プロペラボスに遠心力の増・減に応じてプ
ロペラ直径を増・減させるようにブレード軸を介して開
閉可能に枢支される可変ブレードとを備え,可変ブレー
ドの最大プロペラ直径を固定ブレードのプロペラ直径と
略同等に設定したことを徴とする。
【0006】また請求項2の発明は,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一体に形成
される固定ブレードと,同プロペラボスに遠心力の増・
減に応じてプロペラ直径を増・減させるようにブレード
軸を介して開閉可能に枢支される可変ブレードとを備
え,可変ブレードを,これが最小プロペラ直径位置に閉
じたとき,該ブレードの少なくとも一部が固定ブレード
に重なるように形成したことを徴とする。
【0007】また請求項3の発明は,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一体に形成
される固定ブレードと,同プロペラボスに遠心力の増・
減に応じてプロペラ直径を増・減させるようにブレード
軸を介して開閉可能に枢支される可変ブレードとを備
え,プロペラボスには,ブレード軸を避けて該ボスを軸
方向に貫通する排気路を固定ブレードとの対応位置に
けたことを徴とする。
【0008】また請求項4の発明は,請求項3の特徴に
加えて,前記可変ブレードが複数有り,その複数の可変
ブレード相互を同期連動させる同期装置がプロペラボス
内に設けられることを特徴とする。,に記載の船用プロ
ペラ。
【0009】また請求項5の発明は,請求項4の特徴に
加えて,前記同期装置が前記排気路を横断しないことを
特徴とする。
【0010】また請求項6の発明は,請求項1,3,
4,5のいずれかの特徴に加えて,可変ブレードを,こ
れが最小プロペラ直径位置に閉じたとき,該ブレードの
少なくとも一部が固定ブレードに重なるように形成した
ことを特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1〜3の各発明の特徴によれば,プロペ
ラの低速回転域では,遠心力が小さいので,可変ブレー
ドがプロペラ直径最小位置に閉じていてプロペラ効率を
低下させる。その結果,固定,可変両ブレードの総合プ
ロペラ効率も低下し,プロペラ回転速度の変化に伴う推
力の変化速度が緩慢となり,良好な低速運転性が確保さ
れる。またプロペラの高速回転域では,遠心力の増大に
より可変ブレードがプロペラ直径最大位置まで開いてプ
ロペラ効率を最大に高める。その結果,固定,可変両ブ
レードの総合プロペラ効率も最大となり,高出力性能が
確保される。しかも一部のブレードのみを遠心力で制御
する可変直径型に構成したことから,その制御のための
アクチュエータが不要であり,構造の簡素化及びプロペ
ラボスの小径化を図ることができる。
【0012】また特に請求項1の発明の特徴によれば,
プロペラの高速回転域では,固定,可変両ブレードが共
に略同等の性能を発揮することができ,性能の干渉が生
じないので,総合プロペラ効率を効果的に高めることが
できる。
【0013】また特に請求項2の発明の特徴によれば,
プロペラの低速回転域では,固定,可変両ブレードの性
能が干渉し合い,総合プロペラ効率を効果的に低下させ
ることができる。
【0014】また特に請求項3の発明の特徴によれば,
可変ブレードを支持するブレード軸にプロペラボスに有
っても,そのブレード軸に邪魔されることなくプロペラ
ボスに断面積の大なる排気路を形成することができる。
【0015】
【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。
【0016】先ず,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から後方へ突出部分に本発明のプロペラ5が装着
される。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】さて,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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】またプロペラ軸4には,スリーブ18の後
端に当接する小径のカラー21がスプライン嵌合され,
この延長カラー21の後端をスラストワッシャ22を介
して押えるナット23がプロペラ軸4の後端部に螺着さ
れる。そして,ナット23及びプロペラ軸4には,緩み
止めの割りピン24が挿入される。尚,延長カラー21
はスリーブ18と一体化させてもよい。
【0023】図2及び図3において,プロペラボス12
には,その直径線上にそれぞれ並んで対をなす固定ブレ
ード32f及び可変ブレード32mが設けられる。固定
ブレード32fはプロペラボス12に一体に形成され,
可変ブレード32mは,そのプロペラ直径を変え得るよ
う,次のようにブレード軸33を介してプロペラボス1
2に枢支される。
【0024】即ち,プロペラボス12には,一対の固定
ブレード32f間で該ボス12の外周面に開口すると共
に底面が前記スリーブ18の外周面に近接する一対の凹
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,各固定ブレード32fとの対応
位置でプロペラボス12を軸方向に貫通する一対の排気
路30と,該ボス本体の前端部で前記排気出口13に各
排気路30を連通させる環状の排気分配室31とが設け
られる。
【0025】プロペラボス12の各凹部26には可変ブ
レード32mのボスが収容され,このボスにスプライン
嵌合するブレード軸33の前後両端部が前記軸受孔2
8,29に合成樹脂製のブッシュ34,35を介して回
転自在に支承される。
【0026】而して,各可変ブレード32mは,図3に
示すように,プロペラ直径を最小D1 にする閉じ位置A
と,それを最大D2 にする開き位置Bとの間をブレード
軸33と共に回動するもので,その最大プロペラ直径D
2 は固定ブレード32fの直径と略同等に設定され,且
つその閉じ位置Aでは少なくとも後縁側を固定ブレード
32fの前縁側に重ねるようになっている。そして,そ
の閉じ位置A及び開き位置Bは,可変ブレード32mが
凹部26の内側壁に当接することより規制される。
【0027】図2及び図4において,プロペラボス12
の後部には,一対の可変ブレード32m相互を同期連動
させる同期装置40が設けられる。この同期装置40
は,各ブレード32の後端部外周面から突出させる同期
ピン41と,前記カラー21の外周面に回転可能に支承
される同期リング42とから構成され,この同期リング
42の外周面に設けられたU字状の一対の連結溝43に
一対の前記同期ピン41の突出端が係合される。こうし
て両ブレード軸33は,それぞれの同期ピン41及び共
通の同期リング42を介して互いに回転角を規制し合
い,同期回動することができる。
【0028】両ブレード軸33は,環状段部33bを存
して後方へ延びる小径軸部33aをそれぞれ備えてお
り,これらの小径軸部33aには,段部33b及びプロ
ペラボス12の後端面に当接する共通の押え板44が嵌
装され,また各小径軸部33aには,戻しばね45,そ
の後端を受けるワッシャ46及びその後面を受ける抜止
めピン47が装着され,押え板44はボルト49により
プロペラボス12の後端面に固着される(図5参照)。
【0029】上記戻しばね45は,捩りコイルばねから
なるもので,その両端は前記押え板44及び小径軸部3
3aにそれぞれ係止されて,各ブレード軸33を前記閉
じ位置Aに向って常時付勢する。
【0030】上記両小径軸部33aを覆うように,プロ
ペラボス12の後端には,後方に向って拡径するデイフ
ューザ管48が一体に連設される。
【0031】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Fへ駆動されると,その駆動トルクによ
りプロペラ5が回転駆動される。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12へ伝達
するので,固定ブレード32f及び可変ブレード32m
がプロペラボス12と共に回転して推力を発生する。
【0032】ところで,プロペラ5の低速回転域では,
可変ブレード32mは,戻しばね45の力と水の抗力に
より閉じ位置Aに保持され,プロペラ直径を固定ブレー
ド32fのプロペラ直径より小さい最小値D1 にしてい
るので,可変ブレード32mのプロペラ効率は低い。し
たがって固定,可変両ブレード32f,32mの総合プ
ロペラ効率が下るため,プロペラ5の回転速度の変化に
伴い発生する推力の変化速度が緩慢になり,船の低速運
転性が向上し,トローリング等を容易に行うことができ
る。
【0033】この場合,特に可変ブレード32m及び固
定ブレード32fの少なくとも一部が互いに重なると,
両ブレード32m,32fの性能が干渉し合い,総合プ
ロペラ効率を効果的に下げることができるため,低速運
転性は更に良好となる。
【0034】その後,プロペラボス5の回転速度が一定
値を超えて上昇していくと,可変ブレード32mは,そ
れに作用する遠心力が水の抗力及び戻しばね45の反発
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,可変ブレード32mは固定ブレード3
2fのプロペラと略同等の最大直径D2 となる開き位置
Bまで回動し,可変ブレード32mのプロペラ効率は向
上し,したがって総合プロペラ効率が最大となり,高出
力性能が発揮されて高速クルージングを可能にする。
【0035】この間,可変ブレード32m同士は,前述
のように同期装置40により相互に連動しているから,
各可変ブレード32mに働く遠心力の差や水の抗力,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。
【0036】また,可変ブレード32mを支持するブレ
ード軸33は,プロペラボス12の凹部26に収容され
て,外部に突出していないから,ブレード軸33による
水の抵抗の増加を防ぐことができる。その上,ブレード
軸33は凹部26の前後両端壁の軸受28,29により
両端支持されるので,可変ブレード32mを強固に支持
することができる。
【0037】一方,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からプロペラボ
ス12の排気分配室31へ排出され,そこから2本の排
気路30に分流し,水中に排出される。而して,上記排
気路30は,前述のように固定ブレード32fの位置に
対応してプロペラボス12に設けたものであるから,前
記ブレード軸33に邪魔されることなく,またプロペラ
ボス12を格別大径に形成せずとも,断面積の大なる排
気路32が得られ,排気抵抗の増大を回避することがで
きる。
【0038】尚,固定及び可変ブレード32f,32m
の使用枚数に限定はないが,回転バランスを図るため
に,これらブレード32f,32mは,それぞれプロペ
ラボス12の周方向に等間隔を置いて配置される複数枚
とすることが望ましい。
【0039】
【発明の効果】以上のように請求項1〜請求項3の各発
によれば,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一体に形成される固定ブレードと,
同プロペラボスに遠心力の増・減に応じてプロペラ直径
を増・減させるようにブレード軸を介して開閉可能に枢
支される可変ブレードとを備えたので,プロペラの低速
回転域では,可変ブレードが閉じていて,固定,可変両
ブレードの総合プロペラ効率を低下させることができ,
その結果,プロペラ回転速度の変化に伴う推力の変化速
度が緩慢となり,低速運転性を満足させることができ,
またプロペラの高速回転域では,可変ブレードが開いて
総合プロペラ効率を最大に高めることができ,したがっ
て高出力性能を満足させることができる。その上,一部
のブレードのみを遠心力で制御する可変直径型に構成し
たことから,その制御のためのアクチュエータが不要で
あり,構造の簡素化及びプロペラボスの小径化を図るこ
とができる。
【0040】また特に請求項1の発明によれば,可変ブ
レードの最大プロペラ直径を固定ブレードのプロペラ直
径と略同等に設定したので,プロペラの高速回転域で
は,固定,可変両ブレードが共に略同等の性能を発揮す
ることができ,従って性能の干渉を回避して総合プロペ
ラ効率を効果的に高め,一層良好な高出力性能を発揮し
得る。
【0041】また特に請求項2の発明によれば,可変ブ
レードを,これが最小プロペラ直径位置に閉じたとき,
該ブレードの少なくとも一部が固定ブレードに重なるよ
うに形成したので,プロペラの低速回転域では,固定,
可変両ブレードの性能が干渉して総合プロペラ効率を効
果的に低下させ,低速運転性を一層高めることができ
る。
【0042】また特に請求項3の発明によれば,プロペ
ラボスには,ブレード軸を避けて該ボスを軸方向に貫通
する排気路を固定ブレードとの対応位置に設けたので,
可変ブレードを支持するブレード軸に邪魔されることな
くプロペラボスに断面積の大なる排気路を形成すること
ができ,プロペラボスを格別大径に形成せずとも,その
内部を通してのエンジンの水中排気が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプロペラを備えた船外機要部の一
部縦断側面図
【図2】図1の要部の拡大縦断面図(図3の2−2線断
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
【符号の説明】
4 プロペラ軸 12 プロペラボス 32f 固定ブレード 32m 可変ブレード 33 ブレード軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−127472(JP,A) 特開 平2−120200(JP,A) 実開 昭56−127195(JP,U) 特公 昭58−50920(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63H 1/20 B63H 3/00 B63H 21/32

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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)に一体に形
    成される固定ブレード(32f)と,同プロペラボス
    (12)に遠心力の増・減に応じてプロペラ直径を増・
    減させるようにブレード軸(33)を介して開閉可能に
    枢支される可変ブレード(32m)とを備え,可変ブレ
    ード(32m)の最大プロペラ直径(D 2 )を固定ブレ
    ード(32f)のプロペラ直径と略同等に設定したこと
    を特徴とする船用プロペラ。
  2. 【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)に一体に形
    成される固定ブレード(32f)と,同プロペラボス
    (12)に遠心力の増・減に応じてプロペラ直径を増・
    減させるようにブレード軸(33)を介して開閉可能に
    枢支される可変ブレード(32m)とを備え,可変ブレ
    ード(32m)を,これが最小プロペラ直径位置に閉じ
    たとき,該ブレード(32m)の少なくとも一部が固定
    ブレード(32f)に重なるように形成したことを特徴
    とする用プロペラ。
  3. 【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)に一体に形
    成される固定ブレード(32f)と,同プロペラボス
    (12)に遠心力の増・減に応じてプロペラ直径を増・
    減させるようにブレード軸(33)を介して開閉可能に
    枢支される可変ブレード(32m)とを備え,プロペラ
    ボス(12)には,ブレード軸(33)を避けて該ボス
    (12)を軸方向に貫通する排気路(30)を固定ブレ
    ード(32f)との対応位置に設けたことを特徴とする
    用プロペラ。
  4. 【請求項4】 前記可変ブレード(32m)は複数有
    り,その複数の可変ブレード(32m)相互を同期連動
    させる同期装置(40)がプロペラボス(12)内に設
    けられることを特徴とする,請求項3に記載の船用プロ
    ペラ。
  5. 【請求項5】 前記同期装置(40)は,前記排気路
    (30)を横断しないことを特徴とする,請求項4に記
    載の船用プロペラ。
  6. 【請求項6】 可変ブレード(32m)を,これが最小
    プロペラ直径位置に 閉じたとき,該ブレード(32m)
    の少なくとも一部が固定ブレード(32f)に重なるよ
    うに形成したことを特徴とする,請求項1,3,4,5
    の何れかに記載の船用プロペラ。
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