JP3339010B2 - 船舶用プロペラ - Google Patents

船舶用プロペラ

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JP3339010B2 JP28082494A JP28082494A JP3339010B2 JP 3339010 B2 JP3339010 B2 JP 3339010B2 JP 28082494 A JP28082494 A JP 28082494A JP 28082494 A JP28082494 A JP 28082494A JP 3339010 B2 JP3339010 B2 JP 3339010B2
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秀昭 高田
孝夫 相原
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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、船外機等に取付ける船
舶用のプロペラに関し、特に、直径を可変としたプロペ
ラに関する。
【0002】
【従来の技術】プロペラをエンジンで駆動する場合、プ
ロペラの回転速度はエンジンのアイドル運転時に最低と
なるが、アイドル回転数が比較的高く設定されるエンジ
ンではプロペラの最低回転速度も高くなって、接岸時等
に必要な微速航行が困難になる。
【0003】この場合、プロペラの直径を可変とし、低
速回転時にプロペラの直径を小さくして推進力を低下さ
せることにより微速航行が可能となる。
【0004】従来、このようなプロペラとして、USP
3565544号明細書により、ボスの周囲にプロペラ
の正転方向後方にのびる翼部を有する3枚の翼をボスに
対し、径方向に揺動自在に取付け、翼部に作用する遠心
力と水から受ける抵抗力とのバランスで低速回転時に各
翼が径方向内方に揺動され、プロペラが縮径されるよう
にしたものが知られている。
【0005】そして、このものでは、ボスを断面三角形
に形成して、その軸線方向両端に大径のフランジ部を設
け、各翼の基端部を両フランジ間に揺動自在に枢着して
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のもので
は、ボスの断面形状が両端のフランジに対し大きく変化
するため、ボスに沿って流れる水が乱流になり、推進効
率が低下する不具合がある。 また、船外機等ではエン
ジンの排気音を低減するために、プロペラのボスに軸線
方向に貫通する排気孔を形成し、エンジンの排気ガスを
排気孔を介して水中に排出する、所謂ボス排気を採用す
ることがあるが、上記従来例では翼の揺動に際しての干
渉逃げのためにボスを断面積の小さな三角形に形成して
おり、ボスに排気孔を形成することが困難になる。
【0007】本発明は、以上の点に鑑み、ボスの回りに
乱流を生じにくくして、且つ、プロペラの縮径率を大き
くできるようにし、更には、ボス排気を採用し得るよう
にしたプロペラを提供することをその目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、ボスの周囲に複数の翼を設けて成る船舶用プ
ロペラであって、プロペラの正転方向前方をリーディン
グ側、後方をトレーリング側として、前記各翼を、基端
部と、該基端部と一体に形成され、この基端部からトレ
ーリング側方向にのびる翼部と、を有するものに形成
し、該各翼を基端部においてボスに対し径方向に揺動自
在に枢着するものにおいて、前記翼部を、トレーリング
エッジの切り欠き部により形成される内周縁を有するも
のに形成し、断面円形に形成したボスの外周面に各翼の
基端部を受入れる凹部を複数形成し、各翼の基端部を該
各凹部に挿入した状態でボスに枢着すると共に、ボスの
外周面に、各翼が径方向内方に揺動したときに該各翼の
翼部の内周縁の一部又は全部が挿入される、翼部のピッ
チに対応する螺旋状の干渉逃げ溝を複数形成したことを
特徴とする。ボス排気を採用する場合は、前記各翼の翼
部の内周縁を、各翼が径方向内方端位置に揺動されたと
きに、該内周縁の径方向内方部分がボスの外径より内方
に入るような形状に形成し、各干渉逃げ溝を前記各翼の
翼部の内周縁の径方向内方部分を受入れられるように各
凹部に連続して形成すると共に、各干渉逃げ溝と該各干
渉逃げ溝に対しトレーリング側に隣接する各凹部との間
に位置するボスの部分に排気孔を形成し、或いは、前記
各翼の翼部の内周縁を、各翼が径方向内方端位置に揺動
されたときに、該内周縁の径方向外方部分がボスの外径
より内方に入るような形状に形成し、各干渉逃げ溝を前
記各翼の翼部の内周縁の径方向外方部分を受入れられる
ように各凹部から離間して形成すると共に、各干渉逃げ
溝と該各干渉逃げ溝に対しリーディング側に隣接する各
凹部との間に位置するボスの部分に排気孔を形成する。
【0009】
【作用】各翼が径方向内方に揺動したときに各翼の翼部
の一部分が干渉逃げ溝に挿入されて、該部分がボスに干
渉することなく、ボスの外径より内方に入り込み、その
ため、プロペラの縮径率を大きくすることができる。更
に、干渉逃げ溝を翼部のピッチに対応する螺旋状に形成
しているため、ボスの外周面に対する溝の開口面積を必
要最小限の大きさにでき、且つ、凹部も翼の基端部を挿
入するだけの必要最小限の大きさで良く、そのため、ボ
スの断面形状の変化が小さく抑えられ、乱流の発生が抑
制される。
【0010】また、上記の如く翼部の内周縁の径方向内
部分や径方向外方部分が挿入されるように干渉逃げ溝
を形成することにより、干渉逃げ溝とそのトレーリング
側やリーディング側に隣接する凹部との間のボス部分に
比較的広いスペースを確保でき、この部分に排気孔を形
成することにより、無理なくボス排気を採用できる。
【0011】
【実施例】図1を参照して、1は船外機のハウジングを
示し、該ハウジング1内に、図示しない上方のエンジン
で駆動される垂直の第1駆動軸2と、該軸2にトランス
ファ装置3を介して連結されるプロペラ軸たる水平の第
2駆動軸4とを軸支し、第2駆動軸4をハウジング1の
下端部後方に突出させて、この突出部にプロペラ5を連
結した。
【0012】トランスファ装置3は、第1駆動軸2の下
端に連結した入力ベベルギア30と、該ギア30に前方
と後方から噛合する第1と第2の1対の出力ベベルギア
31,32と、該両出力ベベルギア31,32に選択的
に係合する、第2駆動軸4にスプライン係合させたドグ
クラッチ型のセレクタ33とを備えており、該セレクタ
33を操作ロッド34によりカム35とプッシュロッド
36とを介して切換動作させることにより、ニュートラ
ルと前進と後退の切換えを行い得られるようにした。
【0013】プロペラ5は、円形の外周面を持つ筒状の
ボス50と、ボス50の周囲に図2に示す如く設けた3
枚の翼とで構成されている。ボス50にはトルクリミッ
タとして働くゴムブッシュ50aが圧入されており、ボ
ス50をゴムブッシュ50aの内周に焼付固定したカラ
ー50bを介して第2駆動軸4にスプライン係合させ、
該軸4の端部に施すナット50cでボス50を軸線方向
に締付けている。
【0014】翼51は、プロペラ5の前進時の回転方向
たる正転方向(図2の時計方向)前方をリーディング
側、後方をトレーリング側として、翼先端で出合うリー
ディング側のエッジ(リーディングエッジ)51dとト
レーリング側のエッジ(トレーリングエッジ)51e及
びボス50側の基端部51aとを備える。トレーリング
エッジ51eはその径方向内方部分が切り欠かれたよう
な形状をしており、この切り欠き部分で内周縁51cが
形成される。そして、該内周縁51cとリーディングエ
ッジ51dとの間の部分により、基端部51aからトレ
ーリング側にのびる翼部51bが形成されている。そし
て、ボス50の外周面に周囲3箇所の凹部52を凹部以
外の部分が円形の外周面として残るように形成し、該各
凹部52に各翼51の基端部51aを挿入して、各翼5
1をその基端部51aにおいて夫々ボス50の軸線に平
行な枢軸53を介してボス50に枢着し、各翼51を各
枢軸53を支点にしてボス50の径方向に揺動自在とし
た。枢軸53は翼51の基端部51aにスプライン係合
しており、ボス50の後端面から突出する各枢軸53の
端部に夫々トルクスプリング54を装着して、該スプリ
ング54により枢軸53を介して翼51を径方向内方に
付勢した。かくて、プロペラ5の高速回転時には、翼部
51bに作用する遠心力によりトルクスプリング54の
付勢力及び水からの抵抗力に抗して翼51が径方向外方
に揺動してプロペラ5が図3(a)に示す如く拡径され
るが、低速回転時には翼51が径方向内方に揺動してプ
ロペラ5が図3(b)に示す如く縮径される。尚、ボス
50の後端面には略三角形の回転板55を所定の角度範
囲で回動し得るように受入れる窪み56が形成されてお
り、各枢軸53に取付けたクロスピン53aを回動板5
5の各頂点部に係合させて、各翼51が互に同期して径
方向に揺動されるようにすると共に、各翼51の揺動範
囲が規制されるようにした。尚、ボス50の後端面には
回動板55を抜け止めする押え板57が取付けられてい
る。
【0015】トルクスプリング54は、前端54aが押
え板5の排気孔59に対応する開口縁に係止され、後端
54bが枢軸53の孔に係止されている。このようにし
てトルクスプリング54をボス50の後端面より後方に
突出する枢軸53の後端部に装着するのは、翼51の揺
動同期機構を構成する回転板55の配置スペースとトル
クスプリング54の配置スペースとをボス50の軸方向
にオフセットするためであり、これによりボス50の径
寸法の増加を抑えることができる。尚、上記実施例の揺
動同期機構とトルクスプリング54は、上記した従来の
遠心力式の可変直径プロペラ装置には設けられていない
新規のものであり、各翼51が不均等に揺動することを
防止できると共にエンジン回転数に対する翼51の揺動
特性を翼51を変更せずに任意に設定できるようにな
り、有利である。
【0016】各翼51の翼部51bの内周縁51cは、
各翼51が径方向内方端位置(図3(b)の位置)に揺
動されたときに、基端部51aに連続する内周縁51c
のリーディング側の部分がボス50の外径より内方に入
るような形状に形成されている。そして、ボス50の外
周面に、各翼51の内周縁51cのリーディング側部分
を受入れる干渉逃げ溝58を夫々各凹部52に連続して
形成し、各翼51がボス50に干渉することなく径方向
内方に揺動されるようにしている。干渉逃げ溝58は、
図4に示す如く、翼部51のピッチに対応する螺旋状に
形成されており、そのため、ボス50の外周面に対する
干渉逃げ溝58の開口面積を必要最小限の大きさに抑え
ることができ、その結果、プロペラ5の拡径時でもボス
50に沿ってスムーズに水が流れ、乱流の発生が抑制さ
れる。
【0017】また、本実施例では、ハウジング1内にエ
ンジンの排気ガスを導く排気通路7を形成すると共に、
プロペラ5のボス50に軸線方向に貫通する排気孔59
を形成して、排気通路7からの排気ガスを排気孔59を
介して水中に排出する、ボス排気を採用するものとし
た。ここで、本実施例によれば、各干渉逃げ溝58と該
各溝58に対しトレーリング側に隣接する各凹部52と
の間に比較的広いスペースが確保され、そこで、ボス5
0のこの部分に排気孔59を形成して、排気抵抗を増加
することなくボス排気を行い得られるようにした。
【0018】図5及び図6は他の実施例を示し、このも
のでは各翼51の翼部51bの内周縁51cを、各翼5
1が径方向内方端位置(図5(b)の位置)に揺動され
たときに、内周縁51cのトレーリングエッジ51e寄
りの部分がボス50の外径より内方に入るような形状に
形成し、ボス50の外周面に、各翼51の内周縁51c
のトレーリング側部分を受入れられるように、干渉逃げ
溝58を各凹部52から離間して形成している。
【0019】この実施例でも、干渉逃げ溝58は、図6
に示す如く、翼部51bのピッチに対応する螺旋状に形
成されている。また、各干渉逃げ溝58と該各溝58に
対しリーディング側に隣接する各凹部52との間に位置
するボス50の部分にボス排気のための排気孔59が形
成されている。更に、この実施例では、翼51が径方向
外方端位置(図5(a)の位置)に揺動されたときに、
翼部51bの内周縁51cがボス50と同心の円筒面上
に位置するようにしている。これによればプロペラ5の
拡径時に生ずるボス50の外周面と翼部51bとの間の
隙間が周方向において一定になり、キャビテーションの
発生が抑制される。
【0020】尚、上記両実施例ではボス排気を採用した
が、ボス排気を採用しない場合には、図7及び図8に示
す如く、翼部51bの内周縁51cをその全長に亘って
受け入れられるように、各凹部52に連続する螺旋状の
干渉逃げ溝58を形成すれば良い。
【0021】ところで、推力を変更するためのプロペラ
装置として、ボスの軸線に直交する回動軸に翼を取付け
て翼のピッチを変化させる、可変ピッチプロペラ装置が
知られているが、このものでは回動軸の軸受構成による
ボスの径寸法の増加を来す。これに対し、上記実施例の
ような可変直径プロペラ装置は可変ピッチプロペラ装置
に比しボス径を小さくでき、有利である。また、本発明
は、アクチュエータによる翼の揺動制御を行う形式のも
のにも適用できるが、上記実施例のような遠心力を利用
する型式のものの方が安価で小型になり、有利である。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、プロペラの縮径率を大きくできると共に、ボ
スに沿ってスムーズに水を流して乱流の発生を抑制で
き、更には、ボス排気を無理なく採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の截断側面図
【図2】 図1の矢印II方向から見たプロペラの正面図
【図3】 (a)図1のIII-III線截断正面図、(b)
プロペラ縮径時の図3(a)に相当する截断正面図
【図4】 図3(b)のIV-IV線で截断した展開断面図
【図5】 (a)第2実施例のプロペラ拡径時の截断正
面図、(b)プロペラ縮径時の截断正面図
【図6】 図5(b)のVI-VI線で截断した展開断面図
【図7】 第3実施例のプロペラ縮径時の截断正面図
【図8】 図7のVIII-VIII線で截断した展開断面図
【符号の説明】
5 プロペラ 50 ボス 51 翼 51a 基端部 51b 翼部 51c
内周縁 52 凹部 58 干渉逃げ溝 59
排気孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−120200(JP,A) 実開 昭56−127195(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B63H 1/20 B63H 21/32

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボスの周囲に複数の翼を設けて成る船舶
    用プロペラであって、プロペラの正転方向前方をリーデ
    ィング側、後方をトレーリング側として、前記各翼を
    基端部と、該基端部と一体に形成され、この基端部から
    トレーリング側方向にのびる翼部と、を有するものに形
    成し、該各翼を基端部においてボスに対し径方向に揺動
    自在に枢着するものにおいて、前記翼部を、トレーリン
    グエッジの切り欠き部により形成される内周縁を有する
    ものに形成し、断面円形に形成したボスの外周面に各翼
    の基端部を受入れる凹部を複数形成し、各翼の基端部を
    該各凹部に挿入した状態でボスに枢着すると共に、ボス
    の外周面に、各翼が径方向内方に揺動したときに該各翼
    の翼部の内周縁の一部又は全部が挿入される、翼部のピ
    ッチに対応する螺旋状の干渉逃げ溝を複数形成したこと
    を特徴とする船舶用プロペラ。
  2. 【請求項2】 前記各翼の翼部の内周縁を、各翼が径方
    向内方端位置に揺動されたときに、該内周縁の径方向内
    方部分がボスの外径より内方に入るような形状に形成
    し、各干渉逃げ溝を前記各翼の翼部の内周縁の径方向内
    方部分を受入れられるように各凹部に連続して形成する
    と共に、各干渉逃げ溝と該各干渉逃げ溝に対しトレーリ
    ング側に隣接する各凹部との間に位置するボスの部分
    に、プロペラを駆動するエンジンの排気ガスを排出す
    る、ボスの軸線方向に貫通する排気孔を形成したことを
    特徴とする請求項1に記載の船舶用プロペラ。
  3. 【請求項3】 前記各翼の翼部の内周縁を、各翼が径方
    向内方端位置に揺動されたときに、内周縁の径方向外
    方部分がボスの外径より内方に入るような形状に形成
    し、各干渉逃げ溝を前記各翼の翼部の内周縁の径方向外
    方部分を受入れられるように各凹部から離間して形成す
    ると共に、各干渉逃げ溝と該各干渉逃げ溝に対しリーデ
    ィング側に隣接する各凹部との間に位置するボスの部分
    に、プロペラを駆動するエンジンの排気ガスを排出す
    る、ボスの軸線方向に貫通する排気孔を形成したことを
    特徴とする請求項1に記載の船舶用プロペラ。
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