JP3718575B2 - 非対称な衝撃吸収性を備えるプロペラ駆動スリーブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は船舶駆動装置に係り、特に、プロペラをプロペラシャフトに取り付ける衝撃吸収駆動スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、本文中に引用する米国特許第5,244,348 号、第5,322,416 号、及び第5,484,264 号等に開示される船舶駆動スリーブに関する開発の過程でなされたものである。
衝撃吸収駆動スリーブは、プロペラが物体に衝突した場合に、ギヤ列を含むプロペラシャフト及び船舶駆動装置を保護する。プロペラシャフトが物体によって停止された後、一定の角度範囲で回転を続けることができるように充分な柔軟性、すなわち、低いバネ剛性を有するが、負荷条件の大小にかかわらず、船舶を推進するのに充分なトルクに耐えるように充分な剛性、すなわち高いバネ剛性を有する駆動スリーブを設けることが望ましい。これらは、衝撃吸収のための低いバネ剛性と耐トルク性のための高いバネ剛性との間のトレードオフを要求する矛盾する設計目標である。上記引用特許の発明は、このトレードオフに取り組んでこれを解決し、衝撃吸収及び高負荷性能の双方を満足させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、船舶駆動装置の前進時と後退時との間で耐トルク性能を変化させようとするものである。駆動ギヤ及びクラッチ等の船舶駆動ギヤ列の前進駆動部品は、後退駆動部品に比して、より高い強度とより高い耐トルク性とを有している。この理由は、前進方向においては船舶を推進するのに高いトルクを必要とする高負荷条件での運転、すなわち、高速運転が行われることがあるが、後退方向においては、かかる高負荷運転が行われることはないからである。船舶駆動装置の逆転駆動部品の強度は比較的低いので、逆転駆動部品を低いトルクレベルで保護しなければならず、従って、後退部品にはより低いバネ剛性を付与するのが望ましい。すなわち、前進方向と後退方向との間にバネ剛性の差を設けることが望ましい。本発明はかかる必要性に取り組んでこれを解決し、非対称な衝撃吸収、すなわち、前進方向と後退方向との間での異なる衝撃吸収特性を提供することを目的とする。より好ましくは、これは、上記引用特許の駆動スリーブに対して単純な変更を加えるのみで実現される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、ハブを備えるプロペラと、軸方向に延びるプロペラシャフトとを備える船舶駆動装置に設けられる衝撃吸収駆動スリーブであって、
前記プロペラハブの内部に設けられ、前記プロペラハブを前記プロペラシャフトに取り付けると共に、
一方の回転方向において他方の回転方向に比して高いバネ剛性を有するように非対称なバネ剛性を有する衝撃吸収駆動スリーブにより達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１〜図２７は、米国特許第5,244,348 号の一部継続出願である米国特許第5,322,416 号の一部継続出願である米国特許第5,484,264 号から引用したものである。図１〜図２７は上記第5,484,264 号特許の第２段、第４６行に記載された船舶駆動装置を示しており、検討を容易とするため繰り返してその内容を説明する。
【０００６】
図１はプロペラハブ１４を備えるプロペラを有する船舶駆動装置１０を示す。船舶駆動装置は、下側ギヤケース１８と魚雷型ハウジング２０とを備える駆動シャフトハウジング１６を有している。プロペラシャフト２２（図２）は魚雷型ハウジング２０から後方に向けて延び、スプライン部２４と後方ネジ部２６とを有している。プロペラハブ１４は前後のスラストハブの間にキー溝部２４を有しており、また、本文中に参考のため引用した米国特許第5,022,875 号の如く、後方スラストハブすなわちワッシャ２８及び３０に取り付けられている。前方スラストワッシャ２８は、プロペラシャフトのテーパ状遷移部３２（図４）に係合している。ハブ１４は、複数の放射状スポーク３８により外側ハブ部３６に連結されている。内側ハブ部３４の前端部はスラストワッシャ２８に係合している。後方スラストワッシャ３０はその内側にキー溝が切られており、プロペラシャフトのキー溝部２４を受容して内側プロペラハブ部３４の後端と係合し、プロペラハブをプロペラシャフトに取り付けている。後方スラストワッシャ３０は、プロペラシャフト２２の周囲に配置された複数の外側スロット４０（図２）を有している。ナット４２はプロペラシャフトの後方ネジ部２６に螺合されている。ロック用突起ワッシャ４４は、前向きに凹み、六角ナット４２を受容してナット４２のロック用突起ワッシャ４４に対する相対回転を阻止する内側六面形状面４６を有している。ロック用突起ワッシャ４４は、径方向外向きに延び、スロット４０の内部へ前向きに屈曲されることで、ロック用突起ワッシャ４４の後方スラストワッシャ３０に対する相対回転を阻止することが可能な複数の突起４８を有している。後方スラストワッシャ３０のプロペラシャフト２２に対する相対回転は、上記したキー溝部２４とのキー溝取り付けによって阻止されている。上述した取付構造に対する更なる説明については、引用した米国特許第5,022,875 号を参照のこと。
【０００７】
プロペラハブ１４は、キー溝部２４において駆動スリーブ５０によってプロペラシャフト２２に取り付けられている（図２〜図４）。駆動スリーブ５０はプロペラシャフトに動力伝達可能に嵌合された後方内径部５２を有している。内径部５２は、キー溝切り部２４においてキー溝による動力伝達可能な複数の成形キー溝すなわち歯５４を有することが好ましい。駆動スリーブ５０は、後方内径部５２から前方に軸方向に離間され、かつ、プロペラシャフト２２から径方向外向きに離間されてプロペラシャフト２２から離脱した前方内径部５６を有している（図４）。前方内径部５６は、後方内径部５２からの軸方向の距離が増加するにつれてプロペラシャフト２２からの径方向の間隔が増加するように、軸方向にテーパ状に形成されている（図４）。駆動スリーブ５０は、後方内径部５２において最大となる径方向厚みを有しており、この径方向厚みは前方内径部５６に沿って後方内径部５２からの軸方向の距離が増加するにつれて減少する。駆動スリーブの径方向厚みは前方内径部５６の、後方内径部５２から最も離れた軸方向前端部において最小となる。
【０００８】
駆動スリーブ５０は、後方内径部５２と径方向に整列された後方外径部５８ を有している。駆動スリーブ５０は、前方内径部５６と径方向に整列され、後方内径部５２及び後方外径部５８から軸方向前方に離間された前方外径部６０を有している。
駆動スリーブ５０の外径は、前方部６０が後方部５８に比して大径となるように設けられている。前方外径部６０は、部位３４においてプロペラハブと例えば双方を多角形形状とすること等によってきっちりとキー止め係合している（図５）。後方外径部５８はプロペラハブ部３４から径方向内向きに小さなギャップ６２を隔てて離間している。このため、駆動スリーブの後方外径部５８は、後方内径部５２と動力伝達可能に係合するプロペラシャフトの回転に応じて、プロペラハブに対して部分的に相対回転することになる。
【０００９】
プロペラが物体に衝突した際、衝撃は駆動スリーブ５０の弾性捩れにより吸収される。この場合、後方内径部５２及び後方外径部５８は更に回転した位置（図７）まで回転を続け、その後、駆動スリーブのキー溝５４が剪断変形する。図６は、駆動スリーブ５０の後方外径部５８のプロペラハブ部３４に対する通常の相対位置を示す。プロペラが物体に衝突した際、部位５８は図７に示す更に回転した位置まで回転を続ける。駆動スリーブの弾性捩れの後、キー溝歯５４の剪断変形によってプロペラシャフト及び駆動装置が保護される。剪断力の大きさは駆動スリーブのキー溝５４の軸方向寸法により設定される。駆動スリーブの弾性捩れ変形により、プロペラが物体に衝突した際の衝撃が吸収される。
【００１０】
組み立て時、駆動スリーブ５０はその後方ショルダー６４がプロペラハブ部３４のショルダー６６に係止するまで、プロペラ内へ後向きに滑り入れられる。次に、ハブが、ハブ部３４の前端が後方スラストワッシャ２８に係合するまでプロペラシャフトに滑り嵌められる。次に、後方スラストワッシャ３０、ロック用突起ワッシャ４４、及びナット４２が組付けられて締め込まれる。ナット４２の締め込みの間、駆動スリーブ５０の前方成形離間突起６８が圧縮されることで、隙間が補償される。
【００１１】
駆動スリーブ５０の外面及びプロペラハブ３４の内面は互いに傾斜しているため、両者の間の径方向ギャップ６２は後方に向かうにつれて増加している。駆動スリーブの前端において、ギャップが無くなり、両者はきっちりと嵌合している（図５）。駆動スリーブの後端において、径方向ギャップ６２は最大寸法まで増加する（図８）。プロペラが物体に衝突し、プロペラシャフト２２及び駆動スリーブ５０の後方部が更に回転した位置まで回転を続けた際、駆動スリーブの外側チップ１０２（図７）は内部プロペラハブ３４の内面に係合する。かかる係合の軸方向の長さは、プロペラシャフト２２及び駆動スリーブ５０の後方部の回転角度の増加に応じて増加する。例えば、図４において、プロペラが物体に衝突し、プロペラシャフト２２及び駆動スリーブ５０の後方部が、内側プロペラハブ３４が停止した後もなお回転を続けたとする。１度回転すると、駆動スリーブ５０は前方プロペラハブ３４と領域１０４において係合するだけではなく、その僅かに後方の領域１０６においても係合する。かかる回転が生じなければ、領域１０６において駆動スリーブ５０とプロペラハブ３４との間には小さなギャップが存在する。本設例を続けると、２°回転した後、駆動スリーブの外側チップはプロペラハブ３４と領域１０８において接触するまで回転することになる。３°回転した後、かかる干渉接触点は領域１１０まで後方に延び、干渉係合の軸方向長さは前方領域１０４から領域１１０まで後方に向けて延びることになる。５°回転した後、図７に示す如く、領域１１２において接触が生ずる。以上の説明は例示であり、接触点は隙間及びテーパ形状によって変化する。
【００１２】
プロペラが物体により停止された後の最初の５°以内の回転において駆動装置への衝撃荷重を最小化することが特に重要であると考えられる。従って、駆動スリーブ５０とプロペラハブ３４との間のテーパ状ギャップ６２は、駆動スリーブ５０が内側プロペラハブ３４とが、例えば領域１０４から領域１１２（図４）までの少なくとも一定以上の軸方向距離に亘って相対回転不可能に係合する前に、少なくとも５°の回転を許容することが好ましい。
【００１３】
領域１１４（図４）等の更に後方の領域は、領域１１２よりも更に回転した位置まで回転する。例えば、図８は、ギャップ６２は領域１１２（図６）よりも領域１１４の方が大きいことを示している。従って、駆動スリーブ５０の後方部は領域１１４において更に回転した位置（図９）まで回転する。駆動スリーブの各領域１０６、１０８、１１０等（図４）はプロペラハブ３４と干渉嵌合状態へ漸進的に係合するので、駆動スリーブ５０の残る後方部は弾性捩れにより回転を続ける。係合領域はチップ１０２の圧縮、及び、前方の領域に対する相対弾性捩れによって僅かに回転を続けることもある。
【００１４】
上記した弾性捩れは駆動スリーブ５０の構造的構成及び材料による機能である。上述の如く、駆動スリーブ材料は、特に、例えば５°未満等の小さな回転角において、充分な柔軟性、すなわち、低いバネ剛性を有し、駆動スリーブ及びプロペラシャフトが、プロペラが停止した後少なくとも５°だけ回転することを許容することが望ましい。上述の如く、初期衝撃を減衰させるためには、この最初の回転範囲において衝撃荷重を最小化することが特に重要であると考えられる。一方、駆動スリーブ材料は、高負荷条件に対して、好ましくは少なくとも１，０００ポンド・フィート（１３８ｋｇ重・ｍ）のトルクに耐えるのに充分な強度、すなわち、高いバネ剛性を有することが望ましい。
【００１５】
多くの駆動スリーブ材料が試みられ、その試験結果が、プロペラが停止した後のプロペラシャフト２２の回転角に対するトルク（ポンド・フィート）の関係として図１０〜図１２にプロットされている。概して、これらのグラフは、駆動スリーブ５０の弾性捩れ角の増加に応じてトルクも増加し、その後、駆動スリーブの失陥、すなわち、キー溝５４の剪断、及び、時として駆動スリーブの割れや裂けの発生に対応して、回転角の増加に応じてトルクが減少することを示している。図１０〜図１２のプロットによって表されている種々の駆動スリーブ材料は以下の理由で受容することができない：ａ）小さな回転角でのトルクの増加が速過ぎること。例えば、５°未満の回転角においてトルクは５００ポンド・フィートを越えている；及び／又はｂ）駆動スリーブは失陥前に１，０００ポンド・フィートのトルクに耐えることができないこと。上述の如く、最大の損傷はプロペラが停止した後の最初の５°以内の回転で生じ、従って、少なくとも最初の５°の回転において、低いバネ剛性が好ましいため、上記理由により、受容することができないのである。駆動スリーブ材料として受容することができない上記２番目の理由は、その耐トルク性能である。船を高負荷条件の下で推進させるためには、駆動スリーブは失陥の前に少なくとも１０００ポンド・フィートのトルクに耐えることが望ましい。
【００１６】
図１０のトレース１２０は、Ｄｅｌｒｉｎ５０という商品名で知られるアセタールプラスティック材料から構成された駆動スリーブに対する試験結果である。図中に符号１２０ａで示す如く、プロペラが停止した後、プロペラシャフト２２が５°だけ回転すると、トルクは既に５００ポンド・フィートまで上昇し、従って、剛性が高過ぎて、望み通り衝撃を吸収して損傷を防止できるほど充分に柔らかいとは考えられないので、この材料を受容することはできない。すなわち、バネ剛性が高過ぎるのである。更に、符号１２０ｂで示す如く、最大耐トルク性能は約６００ポンド・フィートに過ぎず、その後、符号１２０ｃで示す如く、トルクは減少して、駆動スリーブが失陥したことを示している。
【００１７】
トレース１２２は、Ｄｅｌｒｉｎ１００という商品名で知られるアセタールプラスティック樹脂から構成された駆動スリーブに対する試験結果を示している。符号１２２ａで示す如く、最大耐トルク性能が約４００ポンド・フィートに過ぎないため、この材料を受容することはできない。
トレース１２４は１５重量％のガラスと２０重量％のマイカを含むポリプロピレンから構成された駆動スリーブに対する結果である。初期のバネ剛性が高いため５°未満の回転角においてトルクが５００ポンド・フォートまで急激に増加し、また、失陥前に最大約６００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００１８】
トレース１２６は、ガラスを含まないポリエステルＰＢＴから構成された駆動スリーブに対する結果である。５°未満の角度でバネ剛性が高いためトルクが急速に上昇し過ぎ、また、失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１２８は、１５％のガラスを含むＮｙｐｅｌタイプ６・ナイロン材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°未満の角度でトルクが５００ポンド・フィートを越えて上昇し、また、失陥前に最大約９００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００１９】
トレース１３０は、３０％のガラスを含む熱可塑性ポリウレタンＴＰＵに対する結果である。失陥前に最大約５００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１３２は、ガラスを含まないポリウレタンに対する結果である。失陥前に最大約３００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２０】
トレース１３４は、Ｄｅｌｒｉｎ１５０Ｅという商品名で知られるアセタールポリプレンコ棒状ストック材に対する結果である。初期バネ剛性が高いため５°の回転でトルクが約１０００ポンド・フィートまで速やかに上昇し過ぎ、従って、破損に対する所望の保護が得られないので、この材料を受容することはできない。ただし、トレース１３４の材料は失陥前に、１、２００ポンド・フィート近くの望ましい耐トルク性能を有している。
【００２１】
図１１のトレース１３６は、Ｃｅｌａｎｅｘ５２００及び２００２という商品名で知られる、１０％のガラスを含むポリエステルＰＢＴに対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで上昇し、また、失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２２】
トレース１３８は、Ｃｅｌｃｏｎ ＧＣ２５Ａ及びＭ２５という商品名で知られる、１０％のガラスを含むアセタールプラスティック材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで余りにも急速に上昇するので、この材料を受容することはできない。
トレース１４０は、ガラスを含まないナイロン共重合耐ＮＣに対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２３】
トレース１４２は、３０％のガラスと１５％の上記タイプ６とが混合されたナイロンに対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで速やかに上昇し過ぎるので、この材料を受容することはできない。
トレース１４４は、２５％のガラスが充填されたアセタールプラスティック材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで速やかに上昇し過ぎるので、この材料を受容することはできない。
【００２４】
トレース１４６は、アセタールプラスティックＤｅｌｒｉｎＳＴ材料に対する結果である。最大約４００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１４８は、５０％のＤｅｌｒｉｎ１００と５０％とのＤｅｌｒｉｎＳＴとを含むアセタールプラスティック混合材料に対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２５】
トレース１５０は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ １５０Ｅと、２５％のＤｅｌｒｉｎ１００ ＳＴとを含むアセタール混合材料に対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
図１２のトレース１５２は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ １５０Ｅと１０％のＤｅｌｒｉｎ １００ ＳＴとを含むアセタール混合材料に対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２６】
トレース１５４は、Ｃｅｌｃｏｎ ＵＶ９０という商品名で知られるアセタールプラスティック材料に対する結果である。約５°の回転においてトルクは既に５００ポンド・フィートであるため、この材料を受容することはできない。
トレース１５６は３０％のガラスを含むポリプロピレン材料に対する結果である。最大約３００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２７】
トレース１５８は、Ｃｅｌｎｅｘ ２００２という商品名で知られるポリエステルＰＢＴ材料に対する結果である。５°の回転でトルクは既に約５００ポンド・フィートと初期バネ剛性が高く、また、失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１６０は、１％のＡｃｔｉｖｅｘ ５３５ 発泡剤を含むＤｅｌｒｉｎ １５０Ｅ材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°未満の回転ででトルクが約５００ポンド・フィートを越えて上昇するので、この材料を受容することはできない。
【００２８】
トレース１６２は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ ９００という商品名で知られるアセタールプラスティック材料に対する結果である。失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１６４は、ナイロン ６−１２ Ｚｙｔｅｌ ＧＲＺ ７７６３３材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高過ぎるため、５°未満の回転でトルクが約５００ポンド・フィートを越えて上昇するので、この材料を受容することはできない。
【００２９】
トレース１６６は、ＰＥＴ Ｒｙｎｉｔｅ ５４５材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高過ぎるため、５°未満の回転ででトルクが約５００ポンド・フィートを越えて急速に上昇するので、この材料を受容することはできない。 図１３のトレース１７０は、Ｄｅｌｒｉｎ II １５０Ｅという商品名でし荒れる引抜き可能な等級のアセタール樹脂プラスティックから構成された駆動スリーブに対する試験結果である。このトレースに示されているように、本材料によれば、トルク荷重が５００ポンド・フィートの場合において、少なくとも５°の弾性捩れ回転角を実現でき、また、０°から５°の弾性捩れに対して、バネ剛性は１００ポンド・フィート／度であることがわかった。更に、駆動スリーブは５°より大きく弾性捩れ回転し、失陥前に１，０００ポンド・フィートを越えるトルクを支持する。５°から１０°まで、点１７０ａから点１７０ｂまでのバネ剛性は１００ポンド・フィート／度より大きい。点１７０ｄで示される失陥の前の、約２０°回転した点１７０ｃにおいて、スリーブは約１，２００ポンドのトルクを支持する。
【００３０】
図１３に示す如く、上記材料は低い初期バネ剛性を有しているため、５°回転した点１７０ａにおいてトルクは約３００ポンド・フィートまでしか上昇しない。この場合のバネ剛性は、１００ポンド・フィート／度未満であり、少なくとも初期回転中において、衝撃を吸収するのに充分柔らかい材料であるために充分低い値となっている。このことは、プロペラが停止した後のプロペラシャフトの回転の最初の５°以内での衝撃荷重を最小化することが重要であるという上記原則に合致している。
【００３１】
図１３において、５°から１０°までの回転で、トルクは点１７０ａでの約３００ポンド・フィートから点１７０ｂでの約９００ポンド・フィートへ増加している。この場合、バネ剛性は１００ポンド・フィート／度よりも大きい。このことは、回転の最初の５°を過ぎた後、トルクがより速やかに上昇し、スリーブが耐える最大トルクが１，０００ポンド・フィートを越えて上昇し得るため、望ましい。駆動スリーブにより支持されるトルクは、約１２°〜１３°の回転で約１，０００ポンド・フィートまで増加し、失陥前に、最終的には２０°の回転において約１，２００ポンド・フィートに達する。
【００３２】
上記した駆動スリーブの構造的構成と材料とが組み合わされることで、０°から５°の回転での１００ポンド・フィート／度未満の第１のバネ剛性での弾性捩れ回転と、５°から１０°の回転での、より高い第２のバネ剛性と、失陥前の１，０００ポンド・フィートを越える耐トルク性とが実現される。先の発明及び今回の発明によれば、約５°の回転までは初期バネ剛性はできる限り低く、それ以後は１，０００ポンド・フィートを越えるトルクまで速やかに上昇することが望ましい。衝撃の大部分が最初の５°以内の回転で吸収され得るならば、駆動シャフトの耐トルク荷重性能を速やかに増加させることが望ましいのである。駆動シャフトが、失陥前に、少なくとも約１５°あるいは２０°まで回転し続けることが望ましい。ただし、衝撃の大部分はそれ以前、すなわち０°から５°の回転で既に吸収されているはずなので、このことはさほど重要ではない。
【００３３】
実験のため、図１３に示す性能を有する上記材料からなる駆動スリーブを、駆動スリーブ５０とプロペラハブ３４との間のギャップ６２をエポキシ樹脂で埋め、このエポキシ樹脂を硬化させてみた。この実験は、弾性捩れを阻止するために行ったものである。この駆動スリーブに対する実験結果を図１４のトレース１７２に示す。図１４に示す如く、トルクは５°未満の回転で１，０００ポンド・フィートを充分に越えて速やかに上昇している。図１３と図１４とを比較することで、本発明の弾性的に捩れる駆動スリーブと、弾性的に捩れない剛体の駆動スリーブ、すなわち、高い初期バネ剛性を有する駆動スリーブとの違いがわかる。
【００３４】
図１５は別の実施例を示している。図１５において、理解を容易とするうえで適当な場合には図４と同一の参照番号を用いている。駆動スリーブ１８０は、プロペラハブ３４のショルダー６６から前方へ軸方向ギャップ１８４だけ僅かに離間された平坦後方端１８２を有している。駆動スリーブのプロペラハブ内への、前方部６０におけるテーパ嵌合により、駆動スリーブの後方への運動が規制されると共に、上述の如く、突起６８が前方スラストワッシャ２８に対して押圧される。駆動スリーブの前方成形離間突起６８は、ナット４２が締め込まれる際に圧縮され、隙間を補償する。図５に示す如く、突起６８はプロペラシャフトの周囲において均衡して離間されている。これにより、釣合いの取れた軸方向荷重と、駆動スリーブのプロペラハブ３４内での軸方向の均等な位置合わせが実現され、また、プロペラシャフト２２側では、駆動スリーブのプロペラシャフト２２に対する傾斜が防止され、駆動スリーブのプロペラハブ３４及びプロペラシャフト２２に対する平行な位置合わせが維持される。駆動スリーブは、例えば、駆動スリーブキー溝５４の軸方向長さを変化させることで駆動スリーブの軸方向全長に対する比を変化させるために、図４に示す如く、後方縮径延長部１８６を備えてもよく、あるいは、図１５に示す如く、この部位を省略してもよい。好ましい実施例において、プロペラシャフト２２に係合する駆動スリーブ内径部は、駆動スリーブの軸方向全長の約４０％から５０％に相当する軸方向長さを有している。
【００３５】
図１５に示す実施例のもう一つの変更点は、駆動スリーブの前方外径部６０と後方外径部１９０との間の部位１８８に縮径段差を設けたことである。縮径段差１８８は、プロペラハブ３４の内径のテーパよりも急なテーパに沿って駆動スリーブの外径を減少させることで、プロペラハブ３４と後方外径部１９０との間にギャップ１９２を構成している。従って、プロペラシャフトが停止した際、駆動スリーブは回転を続け、図４に示すような、駆動スリーブの後方部の外側チップとプロペラハブとの漸進的な干渉係合は生じない。その代わりに、図１５に示す駆動スリーブは、外側チップの係合点１９６において（図１６）、部位１９４等の後方部がプロペラハブ３４に係合するまで、段差１８８より軸方向後方の部位に沿って弾性的に捩れる。このように、プロペラシャフト２２が回転を続けて駆動スリーブ１８０が捩じれる際に、駆動スリーブの外側チップすなわち部位１０２（図７及び図９）等のコーナが余計に圧縮される必要はない。これらのチップはプロペラハブ３４と係合し、漸進領域１０６、１０８、１１０等において漸進的に圧縮されることで、プロペラシャフト２２は回転を続けることができると共に、駆動スリーブは弾性的に捩れることができる。図４の実施例は、チップ１０２におけるかかる付加的なコーナ圧縮が図１３の点１７０ａと１７０ｂとの間でのバネ剛性の上昇に寄与する点で好ましいと考えられる。図１５の実施例においても、回転時のバネ剛性が増加されるものと考えられるが、大きな回転角までバネ剛性が増加することはない。最初の５°を越える回転において衝撃を吸収し、衝撃荷重を更に最小化することが望まれるならば、このことは好ましい。図１５の実施例によれば、図４に示す実施例と同様に、漸進的なバネ剛性が得られるが、回転の最初の５°を越えた場合に、バネ剛性をより低く維持し、その後、高いバネ剛性を実現することができる。
【００３６】
図１７は、更に別の実施例を示す。図１７において、理解を容易とするうえで適当な場合には、図４及び図１５と同一の参照番号を用いている。駆動スリーブ２００は、縮径外径部２０４へ遷移する段差２０２を有している。縮径外径部２０４はプロペラハブ３４から径方向ギャップ２０６だけ離間されている。径方向ギャップ２０６は、駆動スリーブの外径部２０４の外側チップ２０８（図１８）がプロペラハブ３４と干渉嵌合状態に係合しないが、代わりに、その内部で自由に回転できるだけの十分な幅を有している。本実施例において、回転の初期範囲の後のバネ剛性の増加は、駆動スリーブ材料自体に完全に依存しており、チップ１０２（図７及び図９）やチップ２１８（図１６）の圧縮による付加的なバネ剛性の増加には依存しない。図４及び図１５の実施例において、各径方向ギャップ６２及び１９２は、プロペラが物体に衝突しない限り、通常は、駆動スリーブの後方外径部の全周を囲んで連続的に延びる。プロペラが物体に衝突すると、駆動スリーブの後方外径部がプロペラハブに対して所与の角度だけ相対回転し、部位１０２や１９６のような選択された部位において干渉嵌合状態でプロペラハブと係合するため、ギャップの選択された部位１０２（図９）及び１９６（図１６）は閉じることになる。駆動シャフトの後方外径部は、プロペラハブから径方向内向きに離間され、プロペラハブに対して所与の角度だけ相対回転して上記選択された部位においてプロペラハブと係合する、複数の丸められたコーナを備えている。図１７の実施例において、プロペラが停止した後、プロペラシャフト及び駆動スリーブが回転し続けた場合にも、駆動スリーブのエッジ２０８等の外側チップは、丸められたコーナにおいてはプロペラハブと係合しない。
【００３７】
図１９〜図２７において、理解を容易とするうえで適当な場合には、図１〜図１８と同一の参照番号を用いている。図１９は、米国特許第5,484,264 号に係るプロペラ取付構造を示している。プロペラシャフト２２は魚雷型ハウジング２０から後方に延び、キー溝部２４及び後方ねじ部２６を有している。プロペラハブ１４は、前方スラストワッシャすなわちハブ２８と駆動スリーブアダプタ３０４の後方スラストワッシャ又はハブ３０２との間で、キー溝部２４に取り付けられている（図１９及び図２０）。前方スラストワッシャ２８（図１９）はプロペラシャフト２２のテーパ状遷移部３２（図２２）に当接している。ハブ１４は、複数の径方向スポーク（図２３）により外側ハブ部３６に連結された内側ハブ部３４を有している。ハブ１４（図１９）は、駆動スリーブ３０８（図１９及び図２１）を内側ハブ部３４（図２２）の内部に受容している。内側ハブ部３４の前端はスラストワッシャ２８に当接している。
【００３８】
駆動スリーブアダプタ３０４はその内側にキー溝が切られ、プロペラシャフト２２のキー溝部２４に受容されていると共に、内側プロペラハブ部３４の後端と係合して、プロペラハブ１４及び駆動スリーブ３０８をプロペラシャフト２２に取り付けている。駆動スリーブアダプタ３０４は、駆動スリーブアダプタ３０４の後端に対して前向きの後方スラストハブ３０２を有している。アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２は、プロペラシャフト２２の周囲に互いに離間して後向きに形成された複数の外側スロット３０６（図１９）を有している。ロック用突起ワッシャ４４はプロペラシャフト２２の上から駆動スリーアダプタ３０４に対して設置されている。ナット４２はプロペラシャフト２２の後方ねじ部２６に螺合されている。ロック用突起ワッシャ４４は、前向きに凹み、六角ナット４２を受容してナット４２のロック用突起ワッシャ４４に対する相対回転を阻止する内側六角形状面４６（図１９及び図２２）を有している。ロック用突起ワッシャ４４は、径方向外向きに延び、アダプタ３０４のスロット３６内部へ屈曲されることによりロック用突起ワッシャ４４の、アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２に対する相対回転を阻止することが可能な複数の突起４８をも有している。アダプタ３０４のプロペラシャフト２２に対する相対回転は、部位２４における上記キー溝取付けによって阻止されている。
【００３９】
プロペラハブ１４は、駆動スリーブアダプタ３０４及び駆動スリーブ３０８によって、キー溝部２４においてプロペラシャフト２２へ取り付けられている。駆動スリーブアダプタ３０４（図２０）はプロペラシャフトに動力伝達可能にキー止めされて係合している。内径部３１０は、プロペラシャフトとキー溝部２４（図２２）において動力伝達可能に係合する複数のキー溝３１２を有している。駆動スリーブ３０８及びアダプタ３０４は同一の軸方向全長を有し、プロペラシャフト２２と係合する内径部３１０は前記軸方向全長の４０％から５０％の軸方向長さを有している。駆動スリーブアダプタ３０４は、後述の如く、駆動スリーブ３０８にキー止めされて係合する外径部３１４（図２０）を有している。好ましくは、外径部３１４は、駆動スリーブ３０８と係合する複数の外側キー溝３１６を有している。
【００４０】
駆動スリーブ３０８（図２１及び図２２）は、駆動スリーブアダプタ３０４に動力伝達可能にキー止め係合する後方内径部３１８を有している。内径部３１８は、アダプタの外側キー溝３１６（図２０）と動力伝達可能に嵌合する複数の内側キー溝３２０を有することが好ましい。駆動スリーブ３０８は、駆動スリーブアダプタ３０４から軸方向前方に離間され、駆動シャフト２２から径方向外向きに離間された前方内径部３２２を有している（図２２）。前方内径部３２２は内径遷移部３２３（図２１及び図２２）から始まり、軸方向前方に延びるにつれて径方向外向きに傾斜し、内径遷移部３２３からの軸方向距離が増加するのに応じてプロペラシャフト２２からの径方向間隔は増加する。駆動スリーブ３０８は、内径遷移部３２３で最大となり、テーパ状前方内径部３２２に沿って後方内径部３１８からの距離が増加するにつれて減少する径方向厚みを有している。駆動スリーブ３０８の径方向厚みは、後方内径部３１８から最も離れた前方内径部３２２の軸方向前側端部において最小となる。
【００４１】
駆動スリーブ３０８（図２１及び図２２）は、後方内径部３１８に対して径方向に整列された後方外径部３２４を有している。駆動スリーブ３０８は、前方内径部３２２に対して径方向に整列され、後方内径部３１８及び後方外径部３２４から軸方向前方に離間された前方外径部３２６を有している。
駆動スリーブ３０８の外周は、前方部３２６において後方部３２４よりも大径となるようなテーパ状に形成されている。前方外径部３２６は、プロペラハブと部位３４（図２２及び図２３）において、領域１０４でのキー止めによりきちんと係合している。図２４に示す如く、後方外径部３２４は内側プロペラハブ部２４から径方向外向きに僅かに離間して小さな径方向ギャップ６２を形成している。このため、駆動スリーブ３０８に動力伝達可能に係合するアダプタ３０４に対して動力伝達可能に係合するプロペラシャフト２２の回転に応じて、駆動スリーブ３０８の後方外径部３２４は内側プロペラハブ３４に対して部分的に相対回転する。プロペラシャフト２２は、アダプタ３０４のアダプタ内側キー溝３１２と係合するキー溝部２４によってアダプタ３０４を駆動する。アダプタ３０４は、駆動スリーブ３０８の駆動スリーブ内側キー溝３２０と係合するアダプタ外側キー溝３１６によって駆動スリーブ３０８を駆動する。
【００４２】
駆動スリーブ３０８の外周面及び内側プロペラハブ３４の内周面は互いにテーパ状となっており、図２２に示す如く、ギャップ６２の径方向厚みは軸方向後方に向かうほど減少する。駆動スリーブ３０８の前端において（図２３）、駆動スリーブ３０８の外径部３２６と内側プロペラハブ３４とはきっちりと嵌合しており、径方向のギャップは存在しない。駆動スリーブ３０８の後端において、径方向ギャップは最大となる（図２２及び図２６）。
【００４３】
プロペラ１２（図１）が物体に衝突した際、プロペラシャフト２２（図２４及び図２５）は駆動スリーブアダプタ３０４を駆動し、駆動スリーブ３０８の後方部は図２５に示す如く更に回転した位置まで回転を続ける。駆動スリーブ３０８の外側チップ３２８はプロペラハブ１４の内側プロペラハブ部３４と係合する。係合部の軸方向長さは、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び駆動スリーブ３０８の後方部の回転角の増加に応じて増加する。例えば、図２２において、プロペラが物体に衝突し、内側プロペラハブ３４が停止しているのに、プロペラシャフト２２、駆動スリーブアダプタ３０４、及び駆動スリーブ３０８の後方部が回転を続けたとする。１°の回転の後、駆動スリーブは内側プロペラハブ３４と、前方部１０４においてだけではなく、１°の回転の結果、その僅かに後方の領域１０６においても係合するようになる。プロペラが物体に衝突する前には、弾性捩れ回転は生じず、領域１０６において駆動スリーブ３０８と内側プロペラハブ３４との間には小さな径方向ギャップが存在している。プロペラが物体と衝突することにより２°弾性捩れ回転した後、駆動スリーブ外側チップ３２８（図２４）は回転して内側プロペラハブ３４と領域１０８（図２２）において接触する。３°回転した後、干渉接触点は領域１１０へ後方に延び、干渉係合の軸方向長さは前方領域１０４から領域１１０へ後向きに延びる。図２５は３°弾性捩れ回転した場合に、領域１１０において外側チップ３２８が内側プロペラハブ３４と係合した状態を示している。弾性捩れ回転が生じていない図２４と、３°の弾性捩れ回転が生じた図２５とを比較すると、内側プロペラハブ３４は回転を停止している一方、プロペラシャフト２２及びアダプタ３０４は、一定の回転角度だけ回転を続けることができることが明らかとなる。５°回転した後、領域１１２において接触が生ずる。以上の説明は例示であり、隙間やテーパ形状によって接触点は変化する。
【００４４】
プロペラが物体に衝突した後、最初の５°以内の回転において衝撃荷重を最小化するのが特に重要であると考えられる。従って、駆動スリーブ３０８と内側プロペラハブ３４との間のテーパ状ギャップ６２は、駆動スリーブが内側プロペラハブ３４と干渉嵌合状態で完全に係合する前に、少なくとも５°の回転を許容するものであることが好ましい。例えば、５°の弾性捩れ回転は、領域１０４から領域１１２（図２２）において、駆動スリーブ３０８と内側プロペラハブ３４との間に干渉嵌合を生じさせる。５°を越える更なる弾性捩れ回転が生ずると、干渉嵌合は領域１１４へ延び、最終的には、約２５°の弾性捩れ回転において、駆動スリーブ３０８に割れ及び／又は亀裂が生ずることになる。これにより、プロペラシャフト２２が回転を続けることが可能となり、船舶駆動装置が損傷を受けることが防止される。
【００４５】
更に後方の領域１１４（図２２）等の領域は、領域１１２よりも更に回転した位置への回転を可能とする。例えば、図２２及び図２６は、領域１１４における径方向ギャップ６２が領域１１０（図２４）よりも大きいことを示している。従って、図２７に示す如く、駆動スリーブ３０８の後方部は領域１１４において更に回転した位置まで回転する。駆動スリーブ３０８の各領域１０６、１０８、１１０等（図２２）は内部プロペラハブ３４と次第に干渉嵌合状態で係合するので、駆動スリーブ３０８の未だ内側プロペラハブ３４と接触していない残りの後方部は弾性捩れにより回転を続ける。外側チップ３２８（図２５及び図２７）の圧縮、及び、既に内側プロペラハブ３４と接触した駆動スリーブ領域の弾性捩れによって、係合領域も僅かに回転を続ける。上述の如く、上記した弾性捩れは駆動スリーブ３０８の構造的構成及び材料による機能である。上述の如く、好ましくは、駆動スリーブ３０８は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ １５０Ｅという商品名で知られる押出し可能等級の樹脂プラスティックから構成される。また、駆動スリーブアダプタ３０４は好ましくは真鍮から構成される。
【００４６】
図１９を参照するに、組み立て時、駆動スリーブ３０８はプロペラハブ１４内へ、駆動スリーブ３０８の後方ショルダー（図２２）が内側プロペラハブ３４に接触するまで滑り入れられる。次に、ハブ１４（図１９）、駆動スリーブ３０８、及び前方スラストワッシャ２８がプロペラシャフト２２に、内側ハブ部３４の前端が前方スラストワッシャ２８（図２２）に係合するまで、前向きに滑り嵌められ、前方スラストワッシャ２８はプロペラシャフト２２のテーパ状遷移部３２と係合する。一体後方スラストハブ３０２を備える駆動スリーブアダプタ３０４（図１９）は、プロペラハブ１４及び駆動スリーブ３０８内へ、一体後方スラストハブ３０２が内側ハブ３４の後方ハブショルダー３３４に当接して停止するまで、プロペラシャフト２２の周囲にキー溝２４と係合しながら前向きに滑り入れられる。次に、ロック用突起ワッシャ４４（図１９及び図２２）、及び、ナット４２が組付けられて締め込まれる。ナット４２の締め込みの際、駆動スリーブ３０８の前方成形離間突起３３２が前方スラストワッシャ２８（図２２）に対して圧縮されることで、隙間が補償される。
【００４７】
本発明
図２８〜図４４において、理解を容易とするうえで適当な場合は、図１〜図２７と同一の参照番号を用いている。
図２８は、図１に示す船舶駆動装置１０の魚雷型ハウジング２０を示す。魚雷型ハウジング２０は、図１９の場合と同様に、プロペラシャフト２２、キー溝部２４、及びネジ部２６を備えている。プロペラ１２は、プロペラハブ１４を介して、前方スラストワッシャすなわちハブ２８と後方スラストワッシャすなわち駆動スリーブアダプタ３０４のハブ３０２との間において、キー溝部２４に取り付けられている。前方スラストワッシャ２８は、プロペラシャフト２２のテーパ状遷移部３２（図２２及び図２９）に当接している。ハブ１４は、複数の径方向スポーク３８（図２３）によって外側ハブ部３６（図４）に連結されている。ハブ１４（図２８）は駆動スリーブ４０２（図２８〜図３２）を内側ハブ部３４（図２９及び図３０）の内部に受容している。内側ハブ部３４の前端はスラストワッシャ２８に当接している。
【００４８】
駆動スリーブアダプタ３０４は、その内面にキー溝が切られてプロペラシャフト２２のキー溝部２４に受容されていると共に内側プロペラハブ部３４の後端に係合することにより、プロペラハブ１４及び駆動スリーブ４０２をプロペラシャフト２２に取り付けている。駆動スリーブアダプタ３０４は、駆動スリーブアダプタ３０４の後端部で前方に向くスラストハブ３０２を有している。アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２は、後向きに、かつ、プロペラシャフト２２の周囲に互いに離間して形成された複数の外側スロット３０６（図１９及び図２８）を有している。ロック用突起ワッシャ４４はプロペラシャフト２２の周囲に駆動スリーブアダプタ３０４に係合するように設置されている。ナット４２はプロペラシャフト２２の後方ネジ部２６に螺合されている。ロック用突起ワッシャ４４は、前向きに凹み、六角ナット４２を受容してナット４２のロック用突起ワッシャ４４に対する相対回転を阻止する内側六角形状面４６（図２２、図２９、図３０）を有している。ロック用突起ワッシャ４４は、更に、径方向外向きに延び、アダプタ３０４のスロット３０６の内部へ前向きに屈曲されることによりロック用突起ワッシャ４４の、アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２に対する相対回転を阻止することが可能な複数の突起４８を有している。アダプタ３０４のプロペラシャフト２２に対する相対回転は、上記した部位２４におけるキー溝による取付けによって阻止されている。
【００４９】
プロペラハブ１４は、キー溝部２４において、駆動スリーブアダプタ３０４及び駆動スリーブ４０２によってプロペラシャフト２２に取り付けられている。駆動スリーブアダプタ３０４（図２０）は、プロペラシャフトに対して動力伝達可能にキー止め係合された内径部３１０を有している。内径部３１０は、キー溝部２４（図２２、図２９、図３０）においてプロペラシャフトとキー溝による動力伝達可能に係合する複数のキー溝を備えることが好ましい。駆動スリーブ４０２及びアダプタ３０４は同一の軸方向全長を有しており、また、プロペラシャフト２２に係合する内径部３１０は前記軸方向全長の４０％から５０％の軸方向全長を有している。駆動スリーブアダプタ３０４は、駆動スリーブ４０２にキー止め係合した外径部３１４を有している。好ましくは、外径部３１４は、駆動スリーブ４０２に係合する複数の外側キー溝３１６を有する。
【００５０】
駆動スリーブ４０２（図２８〜図３２）は、駆動スリーブアダプタ３０４に対して動力伝達可能にキー止め係合した後方内周部４０４を有している。好ましくは、後方内周部４０４は、アダプタ外側キー溝３１６（図２０）とキー溝による動力伝達可能に係合する複数の内側キー溝４０６を有している。駆動スリーブ４０２は、後方内周部４０４と径方向に整列した後方外周部４０８を有している。駆動スリーブ４０２は、後方外周部４０８及び後方内周部４０４より軸方向前方に前方外周部４１０を有している。駆動スリーブ４０２は、後方内周部４０４及び後方外周部４０８より軸方向前方に、前方外周部４１０と径方向に整列した前方内周部４１２を有している。前方内周部４１２は、軸方向後方に向かうにつれて、プロペラシャフト２２に向けて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。駆動スリーブ４０２の外周は、上記駆動スリーブと同様に、後方に向かうにつれて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。
【００５１】
駆動スリーブ４０２は弾性的に捩れることによって衝撃を吸収する。後方内周部４０４はプロペラシャフト２２にキー止めされ、プロペラシャフト２２と共に回転する。後方外周部４０８は後方内周部４０４と径方向に整列され、駆動スリーブ５０、１８０、２００、３０８と同様に、内側プロペラハブ部３４から径方向内側にギャップを隔てて離間されている。前方外周部４１０は内側ハブ部３４においてプロペラハブにキー止めされ、プロペラハブと共に回転する。図３４はスリーブの前方部を図３０に示す直線３４−３４に沿って切断した際の断面図である。図３４に示す如く、駆動スリーブ４０２の前方外周部４１０は内側ハブ部３４内に、両者間にギャップを生じさせることなく堅くキー止めされている。図３５及び図３７は、それぞれ、図３０に示す直線３５−３５及び直線３７−３７に沿って切断した際の断面図である。図３５及び図３７に示す如く、後方外周部４０８は内側ハブ部３４から径方向内側に径方向ギャップを隔てて離間している。このギャップは、図３５のギャップ４１４及び図３７のより大きなギャップ４１６で示されているように、スリーブが後向きに延びるにつれて増加する。以上説明した構成は図１〜図２７を参照して説明した駆動スリーブと同一である。
【００５２】
プロペラ１２が物体に衝突すると、プロペラ内側ハブ部３４及び駆動スリーブ４０２の前方外周部４１０は回転を停止し、一方、スリーブ４０２が弾性的に捩じれることで、後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、前方外周部４１０よりも更に回転した位置まで回転を続けることができる。図３６は、図３０に示す直線３５−３５に沿った断面の弾性捩れを示している。図３６に示す如く、ポウロペラの右向き回転に対して、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び駆動スリーブの後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、内側ハブ部３４に対して更に回転した位置まで時計回り方向に回転する。図４１に示す如く、プロペラシャフトは、ハブに対して更に回転した位置まで時計回り方向に回転角４１８だけ回転を続ける。図３６の更に回転した位置が図４１に実線４２０で示されている。図３５に示す、負荷が作用せず弾性的に捩れない部位は、図４１に破線４２２で示されている。
【００５３】
駆動スリーブの更に後方の部位は、更に回転した位置まで更に弾性的に捩じれる。図３８は、駆動スリーブの最後部である図３０に示す直線３７−３７に沿った断面の弾性捩れを示している。図３８に示す如く、この最後部において、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び、駆動スリーブ４０２の後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、内側ハブ部３４に対して更に回転した位置まで時計回り方向に回転角４２４（図４２）だけ回転を続ける。図３８の更に回転した位置は図４２に実線４２６で示されている。図３５に示す、負荷が作用せず弾性的に捩れない部位は、図４２に破線４２８で示されている。
【００５４】
駆動スリーブ４０２は、プロペラシャフト２２の一方の回転方向におけるバネ剛性が、他方の回転方向におけるバネ剛性よりも高くなるような、非対称なバネ剛性を有している。駆動スリーブは、船舶の前進方向に対して、高いばね剛性を有し、優れた耐トルク性能を示す。船の前進方向において、右手回転プロペラの場合、後方から見てプロペラシャフト２２は時計回り方向に回転する。スリーブは、船の後進方向に対して、低いバネ剛性を有し、より多くの衝撃を吸収する。船の後進方向において、右手回転プロペラの場合、後方から見てプロペラシャフト２２は反時計回り方向に回転する。
【００５５】
プロペラが物体に衝突した際、駆動スリーブ４０２は、プロペラシャフト２２がプロペラハブに対して更に回転した位置まで回転を続けることを許容することにより衝撃を吸収する。スリーブはプロペラハブをプロペラハブへ以下のような非対称な関係で取り付けている：時計回りの回転方向では、プロペラが物体に衝突した場合、プロペラシャフト２２は、ハブに対して更に前向きに回転した位置４２０（図４１及び図３６）まで前向き回転角４１８（図４１）だけ時計回り方向に回転を続ける；一方、反時計回りの回転方向（後述する図３９、図４０、図４３、図４４）では、プロペラが物体に衝突した場合、プロペラシャフト２２は、ハブに対して逆向き回転角４３０（図４３）だけ反時計回り方向に回転を続ける。逆向き回転角４３０（図４３）は前向き回転角４１８（図４１）よりも大きい。前向きと逆向きとの間のかかる回転角の大きさの差異により、上記した非対称なバネ剛性が実現されている。
【００５６】
図３５及び図３９を参照するに、船舶駆動装置が逆向きに作動している際にプロペラが物体に衝突した場合、内側プロペラハブ部３４及び駆動スリーブの前方外周部４１０は回転を停止し、一方、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び駆動スリーブ４０２の後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、図４３に示す実線位置４３２まで角度４３０（図４３）だけ反時計回り方向に回転する。図３５に示す、駆動スリーブの負荷が作用せず弾性捩れを生じない部位は、図４３に破線４２２で示されている。図３９に示す反時計回り方向に回転した位置は図４３に実線４３２で示されている。
【００５７】
図３９及び図４３の反時計回り方向に回転した位置は、駆動スリーブの図３０に示す直線３５−３５に沿った部位に対するものである。スリーブに弾性捩れが生ずると、駆動スリーブの更に後方の部位は、更に回転した位置まで反時計回りに回転する。駆動スリーブの最後部は弾性的に捩じれて、図４０に対応する実線位置４３８まで回転角４３６（図４４）だけ反時計回り方向に回転する。図３５に示す、駆動スリーブの負荷が作用せず弾性捩れを生じない部位は、図４４に破線４２８で示されている。
【００５８】
図４１と図４３とを比較することにより前向きと逆向きとの衝撃吸収の非対称性がわかる。逆向きの反時計回りの回転角４３０（図４３）は、前向きの時計回りの回転角４１８（図４１）よりも大きい。このことは、図４２と図４４とを比較することによってもわかる。図４２及び図４４において、逆向きの反時計回りの回転角４３６（図４４）は前向きの時計回りの回転角４２４（図４２）よりも大きい。
【００５９】
駆動スリーブ４０２及び内側ハブ部３４は、上記した前向きと逆向きとの間の異なる回転を実現するため、互いに非対称な構成を有している。好ましい態様において、スリーブとハブとは互いに非対称なテーパ状に形成される。このため、プロペラが物体に衝突した際、スリーブは、一方の回転方向において他方の回転方向に比して、より速やかにハブに漸進的に係合する。生産を容易にするため、非対称なテーパは駆動スリーブに形成されるのが好ましい。スリーブ４０２は軸方向に、すなわち、プロペラシャフト２２の軸に沿って、前方外周部４１０から後方外周部４０８へ後方に延びる。スリーブは、後方外周部４０８に沿って逃げ線４４２及び４４４（図３１）を有している。逃げ線４４２及び４４４は、その間に、内側ハブ部３４から径方向内側にギャップ４４８（図３７）だけ離間された逃げ部４４６を画成している。逃げ部４４６によって、角度４３６（図４４）を角度４２４（図４２）よりも大きくすることが可能となっている。
【００６０】
逃げ線４４２及び４４４は上記軸方向に対して互いに異なる角度で延びている。逃げ線４４２は軸方向に対して逸れ角４４８で延びている。逃げ線４４４は軸方向に対して逸れ角４５０よりも大きな逸れ角４４８で延びている。逃げ線４４２は逸れ角４４８に沿って周方向のテーパ状に形成されている。また、逃げ線４４４は逸れ角４５０に沿って周方向反対向きのテーパ状に形成されている。逃げ線４４２及び４４４は、前方外周部４１０から後方に延びるにつれて互いに離間し、これにより、逃げ部４４６の周方向の幅は、前方外周部４１０から後方へ離れるにつれて増加している。逃げ線４４２及び４４４は共に、それぞれ図３０及び図２９に示す如く、前方外周部４１０から後方へ向けて延びるにつれて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。
【００６１】
逃げ線４４２及び４４４は、後方外周部４０８へその径方向に異なる寸法の段差遷移４５２及び４５４をそれぞれ画成している。段差４５２の寸法すなわち高さは段差４５４に比して大きい。段差寸法の差異は逃げ線４４２及び４４４が前方外周部４１０から後方に延びるにつれて増加している。段差４５２の寸法は逃げ線４４２が後方に延びるにつれて増加している。段差４５４の寸法は、逃げ線４４４が後方に延びてもほぼ一定である。段差４５２及び４５４は、逃げ線４４２及び４４４が後方に延びるにつれて互いに離れるように逸れている。段差４５２は上記逸れ角４４８で逸れており、また、段差４５４は上記逸れ角４５０で逸れている。逃げ部４４６は前方外周部４１０から後方に延びるにつれて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。後方に延びるにつれて内側となる逃げ部４４６のテーパすなわち傾斜は、後方に延びるにつれて径方向内側となる逃げ線４４２のテーパすなわち傾斜よりも大きい。従って、ステップ４５２の径方向高さすなわち寸法は後方に延びるにつれて増加する。後方に延びるにつれて径方向内側となる逃げ線４４４のテーパすなわち傾斜は、逃げ部４４６の傾斜とほぼ同一である。
【００６２】
上述したように、駆動スリーブ４０２は、図３５及び図３７に示す如く、後方外周部４０８が前方外周部４１０に対して弾性的に捩れない無負荷位置を有している。逃げ線４４２及び４４４はそれぞれ外側ショルダー４５６及び４５８を画成している。外側ショルダー４５６及び４５８は、上記した駆動スリーブの無負荷位置において、それぞれギャップ４６０及び４６２を隔てて内側ハブ部３４から離間されている。ギャップ４６０はギャップ４６２よりも小さい。ショルダー４５６（図３８）は、上記した駆動スリーブ４０２の時計回り回転位置において、内側ハブ部３４に係合する。ショルダー４５８（図４０）は、上記した駆動スリーブ４０２の反時計回り回転位置において、内側ハブ部３４に係合する。ショルダー４５６及び４５８は、前方外周部４１０から後方に延びるにつれて径方向内側となるテーパ状に形成されている。後方に延びるにつれて径方向内側となるショルダー４５８のテーパすなわち傾斜は、ショルダー４５６の傾斜よりも大きい。従って、ギャップ４６２はギャップ４６０よりも大きい。ショルダー４５６及び４５８は周方向に傾斜し（図３１）、後方に延びるにつれて互いに逸れている。ショルダー４５６は逸れ角４４８で延び、ショルダー４５８は逸れ角４５０で延びている。
【００６３】
好ましい態様において、駆動スリーブ４０２はプロペラシャフト２２に、駆動スリーブアダプタ３０４によって、キー溝２４において動力伝達可能にキー止めされる。駆動スリーブアダプタ３０４は、キー溝３１２においてプロペラシャフト２２にキー止め係合する内周部３１０と、駆動スリーブ４０２の内周部４０４とキー溝４０６において動力伝達可能にキー止め係合する外側キー溝３１６を有する外周部３１４とを有している。あるいは、上記駆動スリーブ５０、１８０、２００と同様に、駆動スリーブ４０２の内周部４０４がキー溝４０６において、プロペラシャフト２２のキー溝２４と直接動力伝達可能にキー止めされてもよい。
【００６４】
請求項の範囲内で種々の均等物、置換、及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】引用した米国特許第5,484,264 号の船舶駆動装置を示す図である。
【図２】図１の分解斜視図であって、引用した米国特許第5,484,264 号に係るプロペラ取付構造を示す図である。
【図３】図２の駆動スリーブを部分的に切除して示す斜視図である。
【図４】図２の構造が組み立てられた状態の断面部分図である。
【図５】図４に示す直線５−５に沿って切断した際の断面図である。
【図６】図４に示す直線６−６に沿って切断した際の断面図である。
【図７】図６から更に回転した状態を示す図である。
【図８】図４に示す直線８−８に沿って切断した際の断面図であって、引用した米国特許第5,322,416 号に係る更なる変更をも示す図である。
【図９】図８から更に回転した状態を示す図である。
【図１０】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１１】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１２】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１３】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１４】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１５】更なる実施例を示す図４と同様の図である。
【図１６】図１５に示す直線１６−１６に沿って切断した際の断面図である。
【図１７】更なる実施例を示す図１５と同様の図である。
【図１８】図１７に示す直線１８−１８に沿って切断した際の断面図である。
【図１９】図１の一部の分解斜視図であって、引用した米国特許第5,484,264 号に係るプロペラ取付構造を示す図である。
【図２０】図１９に示す駆動スリーブアダプタを部分的に切除して示す斜視図である。
【図２１】図１９に示す駆動スリーブを部分的に切除して示す斜視図である。
【図２２】図１９に示す構造の組み立てられた状態の断面部分図である。
【図２３】図２２に示す直線２３−２３に沿って切断した際の断面図である。
【図２４】図２２に示す直線２４−２４に沿って切断した際の断面図である。
【図２５】図２４から更に回転した状態を示す図である。
【図２６】図２２に示す直線２６−２６に沿って切断した際の断面図である。
【図２７】図２６から更に回転した状態を示す図である。
【図２８】図１に示す構造の一部の分解斜視図であって、本発明に係るプロペラ取付構造を示している。
【図２９】図２８に示す構造の組付けられた状態を図３７に示す直線２９−２９に沿って切断した際の断面部分図である。
【図３０】図３７に示す直線３０−３０に沿って切断した図２９と同様の図である。
【図３１】図２８に示す駆動スリーブの斜視図である。
【図３２】部分的に切除した図３１と同様の図である。
【図３３】図３１に示す駆動スリーブの背面図である。
【図３４】図３０に示す直線３４−３４に沿って切断した際の断面図である。
【図３５】図３０に示す直線３５−３５に沿って切断した際の断面図である。
【図３６】船舶の前進方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３５と同様の図である。
【図３７】図３０に示す直線３７−３７に沿って切断した際の断面図である。
【図３８】船舶の前進方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３５と同様の図である。
【図３９】船舶の逆転方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの半時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３５と同様の図である。
【図４０】船舶の逆転方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの半時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３７と同様の図である。
【図４１】図３６における回転を模式的に示す図である。
【図４２】図３８における回転を模式的に示す図である。
【図４３】図３９における回転を模式的に示す図である。
【図４４】図４０における回転を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０ 船舶駆動装置
１２ プロペラ
１４ ハブ
２２ プロペラシャフト
３０４ スリーブアダプタ
４０２ 駆動スリーブ
４０８ 後方外周部
４１０ 前方外周部
４４２、４４４ 逃げ線
４４６ 逃げ部
【発明の属する技術分野】
本発明は船舶駆動装置に係り、特に、プロペラをプロペラシャフトに取り付ける衝撃吸収駆動スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、本文中に引用する米国特許第5,244,348 号、第5,322,416 号、及び第5,484,264 号等に開示される船舶駆動スリーブに関する開発の過程でなされたものである。
衝撃吸収駆動スリーブは、プロペラが物体に衝突した場合に、ギヤ列を含むプロペラシャフト及び船舶駆動装置を保護する。プロペラシャフトが物体によって停止された後、一定の角度範囲で回転を続けることができるように充分な柔軟性、すなわち、低いバネ剛性を有するが、負荷条件の大小にかかわらず、船舶を推進するのに充分なトルクに耐えるように充分な剛性、すなわち高いバネ剛性を有する駆動スリーブを設けることが望ましい。これらは、衝撃吸収のための低いバネ剛性と耐トルク性のための高いバネ剛性との間のトレードオフを要求する矛盾する設計目標である。上記引用特許の発明は、このトレードオフに取り組んでこれを解決し、衝撃吸収及び高負荷性能の双方を満足させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、船舶駆動装置の前進時と後退時との間で耐トルク性能を変化させようとするものである。駆動ギヤ及びクラッチ等の船舶駆動ギヤ列の前進駆動部品は、後退駆動部品に比して、より高い強度とより高い耐トルク性とを有している。この理由は、前進方向においては船舶を推進するのに高いトルクを必要とする高負荷条件での運転、すなわち、高速運転が行われることがあるが、後退方向においては、かかる高負荷運転が行われることはないからである。船舶駆動装置の逆転駆動部品の強度は比較的低いので、逆転駆動部品を低いトルクレベルで保護しなければならず、従って、後退部品にはより低いバネ剛性を付与するのが望ましい。すなわち、前進方向と後退方向との間にバネ剛性の差を設けることが望ましい。本発明はかかる必要性に取り組んでこれを解決し、非対称な衝撃吸収、すなわち、前進方向と後退方向との間での異なる衝撃吸収特性を提供することを目的とする。より好ましくは、これは、上記引用特許の駆動スリーブに対して単純な変更を加えるのみで実現される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、ハブを備えるプロペラと、軸方向に延びるプロペラシャフトとを備える船舶駆動装置に設けられる衝撃吸収駆動スリーブであって、
前記プロペラハブの内部に設けられ、前記プロペラハブを前記プロペラシャフトに取り付けると共に、
一方の回転方向において他方の回転方向に比して高いバネ剛性を有するように非対称なバネ剛性を有する衝撃吸収駆動スリーブにより達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１〜図２７は、米国特許第5,244,348 号の一部継続出願である米国特許第5,322,416 号の一部継続出願である米国特許第5,484,264 号から引用したものである。図１〜図２７は上記第5,484,264 号特許の第２段、第４６行に記載された船舶駆動装置を示しており、検討を容易とするため繰り返してその内容を説明する。
【０００６】
図１はプロペラハブ１４を備えるプロペラを有する船舶駆動装置１０を示す。船舶駆動装置は、下側ギヤケース１８と魚雷型ハウジング２０とを備える駆動シャフトハウジング１６を有している。プロペラシャフト２２（図２）は魚雷型ハウジング２０から後方に向けて延び、スプライン部２４と後方ネジ部２６とを有している。プロペラハブ１４は前後のスラストハブの間にキー溝部２４を有しており、また、本文中に参考のため引用した米国特許第5,022,875 号の如く、後方スラストハブすなわちワッシャ２８及び３０に取り付けられている。前方スラストワッシャ２８は、プロペラシャフトのテーパ状遷移部３２（図４）に係合している。ハブ１４は、複数の放射状スポーク３８により外側ハブ部３６に連結されている。内側ハブ部３４の前端部はスラストワッシャ２８に係合している。後方スラストワッシャ３０はその内側にキー溝が切られており、プロペラシャフトのキー溝部２４を受容して内側プロペラハブ部３４の後端と係合し、プロペラハブをプロペラシャフトに取り付けている。後方スラストワッシャ３０は、プロペラシャフト２２の周囲に配置された複数の外側スロット４０（図２）を有している。ナット４２はプロペラシャフトの後方ネジ部２６に螺合されている。ロック用突起ワッシャ４４は、前向きに凹み、六角ナット４２を受容してナット４２のロック用突起ワッシャ４４に対する相対回転を阻止する内側六面形状面４６を有している。ロック用突起ワッシャ４４は、径方向外向きに延び、スロット４０の内部へ前向きに屈曲されることで、ロック用突起ワッシャ４４の後方スラストワッシャ３０に対する相対回転を阻止することが可能な複数の突起４８を有している。後方スラストワッシャ３０のプロペラシャフト２２に対する相対回転は、上記したキー溝部２４とのキー溝取り付けによって阻止されている。上述した取付構造に対する更なる説明については、引用した米国特許第5,022,875 号を参照のこと。
【０００７】
プロペラハブ１４は、キー溝部２４において駆動スリーブ５０によってプロペラシャフト２２に取り付けられている（図２〜図４）。駆動スリーブ５０はプロペラシャフトに動力伝達可能に嵌合された後方内径部５２を有している。内径部５２は、キー溝切り部２４においてキー溝による動力伝達可能な複数の成形キー溝すなわち歯５４を有することが好ましい。駆動スリーブ５０は、後方内径部５２から前方に軸方向に離間され、かつ、プロペラシャフト２２から径方向外向きに離間されてプロペラシャフト２２から離脱した前方内径部５６を有している（図４）。前方内径部５６は、後方内径部５２からの軸方向の距離が増加するにつれてプロペラシャフト２２からの径方向の間隔が増加するように、軸方向にテーパ状に形成されている（図４）。駆動スリーブ５０は、後方内径部５２において最大となる径方向厚みを有しており、この径方向厚みは前方内径部５６に沿って後方内径部５２からの軸方向の距離が増加するにつれて減少する。駆動スリーブの径方向厚みは前方内径部５６の、後方内径部５２から最も離れた軸方向前端部において最小となる。
【０００８】
駆動スリーブ５０は、後方内径部５２と径方向に整列された後方外径部５８ を有している。駆動スリーブ５０は、前方内径部５６と径方向に整列され、後方内径部５２及び後方外径部５８から軸方向前方に離間された前方外径部６０を有している。
駆動スリーブ５０の外径は、前方部６０が後方部５８に比して大径となるように設けられている。前方外径部６０は、部位３４においてプロペラハブと例えば双方を多角形形状とすること等によってきっちりとキー止め係合している（図５）。後方外径部５８はプロペラハブ部３４から径方向内向きに小さなギャップ６２を隔てて離間している。このため、駆動スリーブの後方外径部５８は、後方内径部５２と動力伝達可能に係合するプロペラシャフトの回転に応じて、プロペラハブに対して部分的に相対回転することになる。
【０００９】
プロペラが物体に衝突した際、衝撃は駆動スリーブ５０の弾性捩れにより吸収される。この場合、後方内径部５２及び後方外径部５８は更に回転した位置（図７）まで回転を続け、その後、駆動スリーブのキー溝５４が剪断変形する。図６は、駆動スリーブ５０の後方外径部５８のプロペラハブ部３４に対する通常の相対位置を示す。プロペラが物体に衝突した際、部位５８は図７に示す更に回転した位置まで回転を続ける。駆動スリーブの弾性捩れの後、キー溝歯５４の剪断変形によってプロペラシャフト及び駆動装置が保護される。剪断力の大きさは駆動スリーブのキー溝５４の軸方向寸法により設定される。駆動スリーブの弾性捩れ変形により、プロペラが物体に衝突した際の衝撃が吸収される。
【００１０】
組み立て時、駆動スリーブ５０はその後方ショルダー６４がプロペラハブ部３４のショルダー６６に係止するまで、プロペラ内へ後向きに滑り入れられる。次に、ハブが、ハブ部３４の前端が後方スラストワッシャ２８に係合するまでプロペラシャフトに滑り嵌められる。次に、後方スラストワッシャ３０、ロック用突起ワッシャ４４、及びナット４２が組付けられて締め込まれる。ナット４２の締め込みの間、駆動スリーブ５０の前方成形離間突起６８が圧縮されることで、隙間が補償される。
【００１１】
駆動スリーブ５０の外面及びプロペラハブ３４の内面は互いに傾斜しているため、両者の間の径方向ギャップ６２は後方に向かうにつれて増加している。駆動スリーブの前端において、ギャップが無くなり、両者はきっちりと嵌合している（図５）。駆動スリーブの後端において、径方向ギャップ６２は最大寸法まで増加する（図８）。プロペラが物体に衝突し、プロペラシャフト２２及び駆動スリーブ５０の後方部が更に回転した位置まで回転を続けた際、駆動スリーブの外側チップ１０２（図７）は内部プロペラハブ３４の内面に係合する。かかる係合の軸方向の長さは、プロペラシャフト２２及び駆動スリーブ５０の後方部の回転角度の増加に応じて増加する。例えば、図４において、プロペラが物体に衝突し、プロペラシャフト２２及び駆動スリーブ５０の後方部が、内側プロペラハブ３４が停止した後もなお回転を続けたとする。１度回転すると、駆動スリーブ５０は前方プロペラハブ３４と領域１０４において係合するだけではなく、その僅かに後方の領域１０６においても係合する。かかる回転が生じなければ、領域１０６において駆動スリーブ５０とプロペラハブ３４との間には小さなギャップが存在する。本設例を続けると、２°回転した後、駆動スリーブの外側チップはプロペラハブ３４と領域１０８において接触するまで回転することになる。３°回転した後、かかる干渉接触点は領域１１０まで後方に延び、干渉係合の軸方向長さは前方領域１０４から領域１１０まで後方に向けて延びることになる。５°回転した後、図７に示す如く、領域１１２において接触が生ずる。以上の説明は例示であり、接触点は隙間及びテーパ形状によって変化する。
【００１２】
プロペラが物体により停止された後の最初の５°以内の回転において駆動装置への衝撃荷重を最小化することが特に重要であると考えられる。従って、駆動スリーブ５０とプロペラハブ３４との間のテーパ状ギャップ６２は、駆動スリーブ５０が内側プロペラハブ３４とが、例えば領域１０４から領域１１２（図４）までの少なくとも一定以上の軸方向距離に亘って相対回転不可能に係合する前に、少なくとも５°の回転を許容することが好ましい。
【００１３】
領域１１４（図４）等の更に後方の領域は、領域１１２よりも更に回転した位置まで回転する。例えば、図８は、ギャップ６２は領域１１２（図６）よりも領域１１４の方が大きいことを示している。従って、駆動スリーブ５０の後方部は領域１１４において更に回転した位置（図９）まで回転する。駆動スリーブの各領域１０６、１０８、１１０等（図４）はプロペラハブ３４と干渉嵌合状態へ漸進的に係合するので、駆動スリーブ５０の残る後方部は弾性捩れにより回転を続ける。係合領域はチップ１０２の圧縮、及び、前方の領域に対する相対弾性捩れによって僅かに回転を続けることもある。
【００１４】
上記した弾性捩れは駆動スリーブ５０の構造的構成及び材料による機能である。上述の如く、駆動スリーブ材料は、特に、例えば５°未満等の小さな回転角において、充分な柔軟性、すなわち、低いバネ剛性を有し、駆動スリーブ及びプロペラシャフトが、プロペラが停止した後少なくとも５°だけ回転することを許容することが望ましい。上述の如く、初期衝撃を減衰させるためには、この最初の回転範囲において衝撃荷重を最小化することが特に重要であると考えられる。一方、駆動スリーブ材料は、高負荷条件に対して、好ましくは少なくとも１，０００ポンド・フィート（１３８ｋｇ重・ｍ）のトルクに耐えるのに充分な強度、すなわち、高いバネ剛性を有することが望ましい。
【００１５】
多くの駆動スリーブ材料が試みられ、その試験結果が、プロペラが停止した後のプロペラシャフト２２の回転角に対するトルク（ポンド・フィート）の関係として図１０〜図１２にプロットされている。概して、これらのグラフは、駆動スリーブ５０の弾性捩れ角の増加に応じてトルクも増加し、その後、駆動スリーブの失陥、すなわち、キー溝５４の剪断、及び、時として駆動スリーブの割れや裂けの発生に対応して、回転角の増加に応じてトルクが減少することを示している。図１０〜図１２のプロットによって表されている種々の駆動スリーブ材料は以下の理由で受容することができない：ａ）小さな回転角でのトルクの増加が速過ぎること。例えば、５°未満の回転角においてトルクは５００ポンド・フィートを越えている；及び／又はｂ）駆動スリーブは失陥前に１，０００ポンド・フィートのトルクに耐えることができないこと。上述の如く、最大の損傷はプロペラが停止した後の最初の５°以内の回転で生じ、従って、少なくとも最初の５°の回転において、低いバネ剛性が好ましいため、上記理由により、受容することができないのである。駆動スリーブ材料として受容することができない上記２番目の理由は、その耐トルク性能である。船を高負荷条件の下で推進させるためには、駆動スリーブは失陥の前に少なくとも１０００ポンド・フィートのトルクに耐えることが望ましい。
【００１６】
図１０のトレース１２０は、Ｄｅｌｒｉｎ５０という商品名で知られるアセタールプラスティック材料から構成された駆動スリーブに対する試験結果である。図中に符号１２０ａで示す如く、プロペラが停止した後、プロペラシャフト２２が５°だけ回転すると、トルクは既に５００ポンド・フィートまで上昇し、従って、剛性が高過ぎて、望み通り衝撃を吸収して損傷を防止できるほど充分に柔らかいとは考えられないので、この材料を受容することはできない。すなわち、バネ剛性が高過ぎるのである。更に、符号１２０ｂで示す如く、最大耐トルク性能は約６００ポンド・フィートに過ぎず、その後、符号１２０ｃで示す如く、トルクは減少して、駆動スリーブが失陥したことを示している。
【００１７】
トレース１２２は、Ｄｅｌｒｉｎ１００という商品名で知られるアセタールプラスティック樹脂から構成された駆動スリーブに対する試験結果を示している。符号１２２ａで示す如く、最大耐トルク性能が約４００ポンド・フィートに過ぎないため、この材料を受容することはできない。
トレース１２４は１５重量％のガラスと２０重量％のマイカを含むポリプロピレンから構成された駆動スリーブに対する結果である。初期のバネ剛性が高いため５°未満の回転角においてトルクが５００ポンド・フォートまで急激に増加し、また、失陥前に最大約６００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００１８】
トレース１２６は、ガラスを含まないポリエステルＰＢＴから構成された駆動スリーブに対する結果である。５°未満の角度でバネ剛性が高いためトルクが急速に上昇し過ぎ、また、失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１２８は、１５％のガラスを含むＮｙｐｅｌタイプ６・ナイロン材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°未満の角度でトルクが５００ポンド・フィートを越えて上昇し、また、失陥前に最大約９００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００１９】
トレース１３０は、３０％のガラスを含む熱可塑性ポリウレタンＴＰＵに対する結果である。失陥前に最大約５００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１３２は、ガラスを含まないポリウレタンに対する結果である。失陥前に最大約３００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２０】
トレース１３４は、Ｄｅｌｒｉｎ１５０Ｅという商品名で知られるアセタールポリプレンコ棒状ストック材に対する結果である。初期バネ剛性が高いため５°の回転でトルクが約１０００ポンド・フィートまで速やかに上昇し過ぎ、従って、破損に対する所望の保護が得られないので、この材料を受容することはできない。ただし、トレース１３４の材料は失陥前に、１、２００ポンド・フィート近くの望ましい耐トルク性能を有している。
【００２１】
図１１のトレース１３６は、Ｃｅｌａｎｅｘ５２００及び２００２という商品名で知られる、１０％のガラスを含むポリエステルＰＢＴに対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで上昇し、また、失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２２】
トレース１３８は、Ｃｅｌｃｏｎ ＧＣ２５Ａ及びＭ２５という商品名で知られる、１０％のガラスを含むアセタールプラスティック材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで余りにも急速に上昇するので、この材料を受容することはできない。
トレース１４０は、ガラスを含まないナイロン共重合耐ＮＣに対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２３】
トレース１４２は、３０％のガラスと１５％の上記タイプ６とが混合されたナイロンに対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで速やかに上昇し過ぎるので、この材料を受容することはできない。
トレース１４４は、２５％のガラスが充填されたアセタールプラスティック材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°の回転でトルクが約５００ポンド・フィートまで速やかに上昇し過ぎるので、この材料を受容することはできない。
【００２４】
トレース１４６は、アセタールプラスティックＤｅｌｒｉｎＳＴ材料に対する結果である。最大約４００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１４８は、５０％のＤｅｌｒｉｎ１００と５０％とのＤｅｌｒｉｎＳＴとを含むアセタールプラスティック混合材料に対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２５】
トレース１５０は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ １５０Ｅと、２５％のＤｅｌｒｉｎ１００ ＳＴとを含むアセタール混合材料に対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
図１２のトレース１５２は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ １５０Ｅと１０％のＤｅｌｒｉｎ １００ ＳＴとを含むアセタール混合材料に対する結果である。最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２６】
トレース１５４は、Ｃｅｌｃｏｎ ＵＶ９０という商品名で知られるアセタールプラスティック材料に対する結果である。約５°の回転においてトルクは既に５００ポンド・フィートであるため、この材料を受容することはできない。
トレース１５６は３０％のガラスを含むポリプロピレン材料に対する結果である。最大約３００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
【００２７】
トレース１５８は、Ｃｅｌｎｅｘ ２００２という商品名で知られるポリエステルＰＢＴ材料に対する結果である。５°の回転でトルクは既に約５００ポンド・フィートと初期バネ剛性が高く、また、失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１６０は、１％のＡｃｔｉｖｅｘ ５３５ 発泡剤を含むＤｅｌｒｉｎ １５０Ｅ材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高いため、５°未満の回転ででトルクが約５００ポンド・フィートを越えて上昇するので、この材料を受容することはできない。
【００２８】
トレース１６２は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ ９００という商品名で知られるアセタールプラスティック材料に対する結果である。失陥前に最大約７００ポンド・フィートのトルクにしか耐えないので、この材料を受容することはできない。
トレース１６４は、ナイロン ６−１２ Ｚｙｔｅｌ ＧＲＺ ７７６３３材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高過ぎるため、５°未満の回転でトルクが約５００ポンド・フィートを越えて上昇するので、この材料を受容することはできない。
【００２９】
トレース１６６は、ＰＥＴ Ｒｙｎｉｔｅ ５４５材料に対する結果である。初期のバネ剛性が高過ぎるため、５°未満の回転ででトルクが約５００ポンド・フィートを越えて急速に上昇するので、この材料を受容することはできない。 図１３のトレース１７０は、Ｄｅｌｒｉｎ II １５０Ｅという商品名でし荒れる引抜き可能な等級のアセタール樹脂プラスティックから構成された駆動スリーブに対する試験結果である。このトレースに示されているように、本材料によれば、トルク荷重が５００ポンド・フィートの場合において、少なくとも５°の弾性捩れ回転角を実現でき、また、０°から５°の弾性捩れに対して、バネ剛性は１００ポンド・フィート／度であることがわかった。更に、駆動スリーブは５°より大きく弾性捩れ回転し、失陥前に１，０００ポンド・フィートを越えるトルクを支持する。５°から１０°まで、点１７０ａから点１７０ｂまでのバネ剛性は１００ポンド・フィート／度より大きい。点１７０ｄで示される失陥の前の、約２０°回転した点１７０ｃにおいて、スリーブは約１，２００ポンドのトルクを支持する。
【００３０】
図１３に示す如く、上記材料は低い初期バネ剛性を有しているため、５°回転した点１７０ａにおいてトルクは約３００ポンド・フィートまでしか上昇しない。この場合のバネ剛性は、１００ポンド・フィート／度未満であり、少なくとも初期回転中において、衝撃を吸収するのに充分柔らかい材料であるために充分低い値となっている。このことは、プロペラが停止した後のプロペラシャフトの回転の最初の５°以内での衝撃荷重を最小化することが重要であるという上記原則に合致している。
【００３１】
図１３において、５°から１０°までの回転で、トルクは点１７０ａでの約３００ポンド・フィートから点１７０ｂでの約９００ポンド・フィートへ増加している。この場合、バネ剛性は１００ポンド・フィート／度よりも大きい。このことは、回転の最初の５°を過ぎた後、トルクがより速やかに上昇し、スリーブが耐える最大トルクが１，０００ポンド・フィートを越えて上昇し得るため、望ましい。駆動スリーブにより支持されるトルクは、約１２°〜１３°の回転で約１，０００ポンド・フィートまで増加し、失陥前に、最終的には２０°の回転において約１，２００ポンド・フィートに達する。
【００３２】
上記した駆動スリーブの構造的構成と材料とが組み合わされることで、０°から５°の回転での１００ポンド・フィート／度未満の第１のバネ剛性での弾性捩れ回転と、５°から１０°の回転での、より高い第２のバネ剛性と、失陥前の１，０００ポンド・フィートを越える耐トルク性とが実現される。先の発明及び今回の発明によれば、約５°の回転までは初期バネ剛性はできる限り低く、それ以後は１，０００ポンド・フィートを越えるトルクまで速やかに上昇することが望ましい。衝撃の大部分が最初の５°以内の回転で吸収され得るならば、駆動シャフトの耐トルク荷重性能を速やかに増加させることが望ましいのである。駆動シャフトが、失陥前に、少なくとも約１５°あるいは２０°まで回転し続けることが望ましい。ただし、衝撃の大部分はそれ以前、すなわち０°から５°の回転で既に吸収されているはずなので、このことはさほど重要ではない。
【００３３】
実験のため、図１３に示す性能を有する上記材料からなる駆動スリーブを、駆動スリーブ５０とプロペラハブ３４との間のギャップ６２をエポキシ樹脂で埋め、このエポキシ樹脂を硬化させてみた。この実験は、弾性捩れを阻止するために行ったものである。この駆動スリーブに対する実験結果を図１４のトレース１７２に示す。図１４に示す如く、トルクは５°未満の回転で１，０００ポンド・フィートを充分に越えて速やかに上昇している。図１３と図１４とを比較することで、本発明の弾性的に捩れる駆動スリーブと、弾性的に捩れない剛体の駆動スリーブ、すなわち、高い初期バネ剛性を有する駆動スリーブとの違いがわかる。
【００３４】
図１５は別の実施例を示している。図１５において、理解を容易とするうえで適当な場合には図４と同一の参照番号を用いている。駆動スリーブ１８０は、プロペラハブ３４のショルダー６６から前方へ軸方向ギャップ１８４だけ僅かに離間された平坦後方端１８２を有している。駆動スリーブのプロペラハブ内への、前方部６０におけるテーパ嵌合により、駆動スリーブの後方への運動が規制されると共に、上述の如く、突起６８が前方スラストワッシャ２８に対して押圧される。駆動スリーブの前方成形離間突起６８は、ナット４２が締め込まれる際に圧縮され、隙間を補償する。図５に示す如く、突起６８はプロペラシャフトの周囲において均衡して離間されている。これにより、釣合いの取れた軸方向荷重と、駆動スリーブのプロペラハブ３４内での軸方向の均等な位置合わせが実現され、また、プロペラシャフト２２側では、駆動スリーブのプロペラシャフト２２に対する傾斜が防止され、駆動スリーブのプロペラハブ３４及びプロペラシャフト２２に対する平行な位置合わせが維持される。駆動スリーブは、例えば、駆動スリーブキー溝５４の軸方向長さを変化させることで駆動スリーブの軸方向全長に対する比を変化させるために、図４に示す如く、後方縮径延長部１８６を備えてもよく、あるいは、図１５に示す如く、この部位を省略してもよい。好ましい実施例において、プロペラシャフト２２に係合する駆動スリーブ内径部は、駆動スリーブの軸方向全長の約４０％から５０％に相当する軸方向長さを有している。
【００３５】
図１５に示す実施例のもう一つの変更点は、駆動スリーブの前方外径部６０と後方外径部１９０との間の部位１８８に縮径段差を設けたことである。縮径段差１８８は、プロペラハブ３４の内径のテーパよりも急なテーパに沿って駆動スリーブの外径を減少させることで、プロペラハブ３４と後方外径部１９０との間にギャップ１９２を構成している。従って、プロペラシャフトが停止した際、駆動スリーブは回転を続け、図４に示すような、駆動スリーブの後方部の外側チップとプロペラハブとの漸進的な干渉係合は生じない。その代わりに、図１５に示す駆動スリーブは、外側チップの係合点１９６において（図１６）、部位１９４等の後方部がプロペラハブ３４に係合するまで、段差１８８より軸方向後方の部位に沿って弾性的に捩れる。このように、プロペラシャフト２２が回転を続けて駆動スリーブ１８０が捩じれる際に、駆動スリーブの外側チップすなわち部位１０２（図７及び図９）等のコーナが余計に圧縮される必要はない。これらのチップはプロペラハブ３４と係合し、漸進領域１０６、１０８、１１０等において漸進的に圧縮されることで、プロペラシャフト２２は回転を続けることができると共に、駆動スリーブは弾性的に捩れることができる。図４の実施例は、チップ１０２におけるかかる付加的なコーナ圧縮が図１３の点１７０ａと１７０ｂとの間でのバネ剛性の上昇に寄与する点で好ましいと考えられる。図１５の実施例においても、回転時のバネ剛性が増加されるものと考えられるが、大きな回転角までバネ剛性が増加することはない。最初の５°を越える回転において衝撃を吸収し、衝撃荷重を更に最小化することが望まれるならば、このことは好ましい。図１５の実施例によれば、図４に示す実施例と同様に、漸進的なバネ剛性が得られるが、回転の最初の５°を越えた場合に、バネ剛性をより低く維持し、その後、高いバネ剛性を実現することができる。
【００３６】
図１７は、更に別の実施例を示す。図１７において、理解を容易とするうえで適当な場合には、図４及び図１５と同一の参照番号を用いている。駆動スリーブ２００は、縮径外径部２０４へ遷移する段差２０２を有している。縮径外径部２０４はプロペラハブ３４から径方向ギャップ２０６だけ離間されている。径方向ギャップ２０６は、駆動スリーブの外径部２０４の外側チップ２０８（図１８）がプロペラハブ３４と干渉嵌合状態に係合しないが、代わりに、その内部で自由に回転できるだけの十分な幅を有している。本実施例において、回転の初期範囲の後のバネ剛性の増加は、駆動スリーブ材料自体に完全に依存しており、チップ１０２（図７及び図９）やチップ２１８（図１６）の圧縮による付加的なバネ剛性の増加には依存しない。図４及び図１５の実施例において、各径方向ギャップ６２及び１９２は、プロペラが物体に衝突しない限り、通常は、駆動スリーブの後方外径部の全周を囲んで連続的に延びる。プロペラが物体に衝突すると、駆動スリーブの後方外径部がプロペラハブに対して所与の角度だけ相対回転し、部位１０２や１９６のような選択された部位において干渉嵌合状態でプロペラハブと係合するため、ギャップの選択された部位１０２（図９）及び１９６（図１６）は閉じることになる。駆動シャフトの後方外径部は、プロペラハブから径方向内向きに離間され、プロペラハブに対して所与の角度だけ相対回転して上記選択された部位においてプロペラハブと係合する、複数の丸められたコーナを備えている。図１７の実施例において、プロペラが停止した後、プロペラシャフト及び駆動スリーブが回転し続けた場合にも、駆動スリーブのエッジ２０８等の外側チップは、丸められたコーナにおいてはプロペラハブと係合しない。
【００３７】
図１９〜図２７において、理解を容易とするうえで適当な場合には、図１〜図１８と同一の参照番号を用いている。図１９は、米国特許第5,484,264 号に係るプロペラ取付構造を示している。プロペラシャフト２２は魚雷型ハウジング２０から後方に延び、キー溝部２４及び後方ねじ部２６を有している。プロペラハブ１４は、前方スラストワッシャすなわちハブ２８と駆動スリーブアダプタ３０４の後方スラストワッシャ又はハブ３０２との間で、キー溝部２４に取り付けられている（図１９及び図２０）。前方スラストワッシャ２８（図１９）はプロペラシャフト２２のテーパ状遷移部３２（図２２）に当接している。ハブ１４は、複数の径方向スポーク（図２３）により外側ハブ部３６に連結された内側ハブ部３４を有している。ハブ１４（図１９）は、駆動スリーブ３０８（図１９及び図２１）を内側ハブ部３４（図２２）の内部に受容している。内側ハブ部３４の前端はスラストワッシャ２８に当接している。
【００３８】
駆動スリーブアダプタ３０４はその内側にキー溝が切られ、プロペラシャフト２２のキー溝部２４に受容されていると共に、内側プロペラハブ部３４の後端と係合して、プロペラハブ１４及び駆動スリーブ３０８をプロペラシャフト２２に取り付けている。駆動スリーブアダプタ３０４は、駆動スリーブアダプタ３０４の後端に対して前向きの後方スラストハブ３０２を有している。アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２は、プロペラシャフト２２の周囲に互いに離間して後向きに形成された複数の外側スロット３０６（図１９）を有している。ロック用突起ワッシャ４４はプロペラシャフト２２の上から駆動スリーアダプタ３０４に対して設置されている。ナット４２はプロペラシャフト２２の後方ねじ部２６に螺合されている。ロック用突起ワッシャ４４は、前向きに凹み、六角ナット４２を受容してナット４２のロック用突起ワッシャ４４に対する相対回転を阻止する内側六角形状面４６（図１９及び図２２）を有している。ロック用突起ワッシャ４４は、径方向外向きに延び、アダプタ３０４のスロット３６内部へ屈曲されることによりロック用突起ワッシャ４４の、アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２に対する相対回転を阻止することが可能な複数の突起４８をも有している。アダプタ３０４のプロペラシャフト２２に対する相対回転は、部位２４における上記キー溝取付けによって阻止されている。
【００３９】
プロペラハブ１４は、駆動スリーブアダプタ３０４及び駆動スリーブ３０８によって、キー溝部２４においてプロペラシャフト２２へ取り付けられている。駆動スリーブアダプタ３０４（図２０）はプロペラシャフトに動力伝達可能にキー止めされて係合している。内径部３１０は、プロペラシャフトとキー溝部２４（図２２）において動力伝達可能に係合する複数のキー溝３１２を有している。駆動スリーブ３０８及びアダプタ３０４は同一の軸方向全長を有し、プロペラシャフト２２と係合する内径部３１０は前記軸方向全長の４０％から５０％の軸方向長さを有している。駆動スリーブアダプタ３０４は、後述の如く、駆動スリーブ３０８にキー止めされて係合する外径部３１４（図２０）を有している。好ましくは、外径部３１４は、駆動スリーブ３０８と係合する複数の外側キー溝３１６を有している。
【００４０】
駆動スリーブ３０８（図２１及び図２２）は、駆動スリーブアダプタ３０４に動力伝達可能にキー止め係合する後方内径部３１８を有している。内径部３１８は、アダプタの外側キー溝３１６（図２０）と動力伝達可能に嵌合する複数の内側キー溝３２０を有することが好ましい。駆動スリーブ３０８は、駆動スリーブアダプタ３０４から軸方向前方に離間され、駆動シャフト２２から径方向外向きに離間された前方内径部３２２を有している（図２２）。前方内径部３２２は内径遷移部３２３（図２１及び図２２）から始まり、軸方向前方に延びるにつれて径方向外向きに傾斜し、内径遷移部３２３からの軸方向距離が増加するのに応じてプロペラシャフト２２からの径方向間隔は増加する。駆動スリーブ３０８は、内径遷移部３２３で最大となり、テーパ状前方内径部３２２に沿って後方内径部３１８からの距離が増加するにつれて減少する径方向厚みを有している。駆動スリーブ３０８の径方向厚みは、後方内径部３１８から最も離れた前方内径部３２２の軸方向前側端部において最小となる。
【００４１】
駆動スリーブ３０８（図２１及び図２２）は、後方内径部３１８に対して径方向に整列された後方外径部３２４を有している。駆動スリーブ３０８は、前方内径部３２２に対して径方向に整列され、後方内径部３１８及び後方外径部３２４から軸方向前方に離間された前方外径部３２６を有している。
駆動スリーブ３０８の外周は、前方部３２６において後方部３２４よりも大径となるようなテーパ状に形成されている。前方外径部３２６は、プロペラハブと部位３４（図２２及び図２３）において、領域１０４でのキー止めによりきちんと係合している。図２４に示す如く、後方外径部３２４は内側プロペラハブ部２４から径方向外向きに僅かに離間して小さな径方向ギャップ６２を形成している。このため、駆動スリーブ３０８に動力伝達可能に係合するアダプタ３０４に対して動力伝達可能に係合するプロペラシャフト２２の回転に応じて、駆動スリーブ３０８の後方外径部３２４は内側プロペラハブ３４に対して部分的に相対回転する。プロペラシャフト２２は、アダプタ３０４のアダプタ内側キー溝３１２と係合するキー溝部２４によってアダプタ３０４を駆動する。アダプタ３０４は、駆動スリーブ３０８の駆動スリーブ内側キー溝３２０と係合するアダプタ外側キー溝３１６によって駆動スリーブ３０８を駆動する。
【００４２】
駆動スリーブ３０８の外周面及び内側プロペラハブ３４の内周面は互いにテーパ状となっており、図２２に示す如く、ギャップ６２の径方向厚みは軸方向後方に向かうほど減少する。駆動スリーブ３０８の前端において（図２３）、駆動スリーブ３０８の外径部３２６と内側プロペラハブ３４とはきっちりと嵌合しており、径方向のギャップは存在しない。駆動スリーブ３０８の後端において、径方向ギャップは最大となる（図２２及び図２６）。
【００４３】
プロペラ１２（図１）が物体に衝突した際、プロペラシャフト２２（図２４及び図２５）は駆動スリーブアダプタ３０４を駆動し、駆動スリーブ３０８の後方部は図２５に示す如く更に回転した位置まで回転を続ける。駆動スリーブ３０８の外側チップ３２８はプロペラハブ１４の内側プロペラハブ部３４と係合する。係合部の軸方向長さは、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び駆動スリーブ３０８の後方部の回転角の増加に応じて増加する。例えば、図２２において、プロペラが物体に衝突し、内側プロペラハブ３４が停止しているのに、プロペラシャフト２２、駆動スリーブアダプタ３０４、及び駆動スリーブ３０８の後方部が回転を続けたとする。１°の回転の後、駆動スリーブは内側プロペラハブ３４と、前方部１０４においてだけではなく、１°の回転の結果、その僅かに後方の領域１０６においても係合するようになる。プロペラが物体に衝突する前には、弾性捩れ回転は生じず、領域１０６において駆動スリーブ３０８と内側プロペラハブ３４との間には小さな径方向ギャップが存在している。プロペラが物体と衝突することにより２°弾性捩れ回転した後、駆動スリーブ外側チップ３２８（図２４）は回転して内側プロペラハブ３４と領域１０８（図２２）において接触する。３°回転した後、干渉接触点は領域１１０へ後方に延び、干渉係合の軸方向長さは前方領域１０４から領域１１０へ後向きに延びる。図２５は３°弾性捩れ回転した場合に、領域１１０において外側チップ３２８が内側プロペラハブ３４と係合した状態を示している。弾性捩れ回転が生じていない図２４と、３°の弾性捩れ回転が生じた図２５とを比較すると、内側プロペラハブ３４は回転を停止している一方、プロペラシャフト２２及びアダプタ３０４は、一定の回転角度だけ回転を続けることができることが明らかとなる。５°回転した後、領域１１２において接触が生ずる。以上の説明は例示であり、隙間やテーパ形状によって接触点は変化する。
【００４４】
プロペラが物体に衝突した後、最初の５°以内の回転において衝撃荷重を最小化するのが特に重要であると考えられる。従って、駆動スリーブ３０８と内側プロペラハブ３４との間のテーパ状ギャップ６２は、駆動スリーブが内側プロペラハブ３４と干渉嵌合状態で完全に係合する前に、少なくとも５°の回転を許容するものであることが好ましい。例えば、５°の弾性捩れ回転は、領域１０４から領域１１２（図２２）において、駆動スリーブ３０８と内側プロペラハブ３４との間に干渉嵌合を生じさせる。５°を越える更なる弾性捩れ回転が生ずると、干渉嵌合は領域１１４へ延び、最終的には、約２５°の弾性捩れ回転において、駆動スリーブ３０８に割れ及び／又は亀裂が生ずることになる。これにより、プロペラシャフト２２が回転を続けることが可能となり、船舶駆動装置が損傷を受けることが防止される。
【００４５】
更に後方の領域１１４（図２２）等の領域は、領域１１２よりも更に回転した位置への回転を可能とする。例えば、図２２及び図２６は、領域１１４における径方向ギャップ６２が領域１１０（図２４）よりも大きいことを示している。従って、図２７に示す如く、駆動スリーブ３０８の後方部は領域１１４において更に回転した位置まで回転する。駆動スリーブ３０８の各領域１０６、１０８、１１０等（図２２）は内部プロペラハブ３４と次第に干渉嵌合状態で係合するので、駆動スリーブ３０８の未だ内側プロペラハブ３４と接触していない残りの後方部は弾性捩れにより回転を続ける。外側チップ３２８（図２５及び図２７）の圧縮、及び、既に内側プロペラハブ３４と接触した駆動スリーブ領域の弾性捩れによって、係合領域も僅かに回転を続ける。上述の如く、上記した弾性捩れは駆動スリーブ３０８の構造的構成及び材料による機能である。上述の如く、好ましくは、駆動スリーブ３０８は、Ｄｅｌｒｉｎ １１ １５０Ｅという商品名で知られる押出し可能等級の樹脂プラスティックから構成される。また、駆動スリーブアダプタ３０４は好ましくは真鍮から構成される。
【００４６】
図１９を参照するに、組み立て時、駆動スリーブ３０８はプロペラハブ１４内へ、駆動スリーブ３０８の後方ショルダー（図２２）が内側プロペラハブ３４に接触するまで滑り入れられる。次に、ハブ１４（図１９）、駆動スリーブ３０８、及び前方スラストワッシャ２８がプロペラシャフト２２に、内側ハブ部３４の前端が前方スラストワッシャ２８（図２２）に係合するまで、前向きに滑り嵌められ、前方スラストワッシャ２８はプロペラシャフト２２のテーパ状遷移部３２と係合する。一体後方スラストハブ３０２を備える駆動スリーブアダプタ３０４（図１９）は、プロペラハブ１４及び駆動スリーブ３０８内へ、一体後方スラストハブ３０２が内側ハブ３４の後方ハブショルダー３３４に当接して停止するまで、プロペラシャフト２２の周囲にキー溝２４と係合しながら前向きに滑り入れられる。次に、ロック用突起ワッシャ４４（図１９及び図２２）、及び、ナット４２が組付けられて締め込まれる。ナット４２の締め込みの際、駆動スリーブ３０８の前方成形離間突起３３２が前方スラストワッシャ２８（図２２）に対して圧縮されることで、隙間が補償される。
【００４７】
本発明
図２８〜図４４において、理解を容易とするうえで適当な場合は、図１〜図２７と同一の参照番号を用いている。
図２８は、図１に示す船舶駆動装置１０の魚雷型ハウジング２０を示す。魚雷型ハウジング２０は、図１９の場合と同様に、プロペラシャフト２２、キー溝部２４、及びネジ部２６を備えている。プロペラ１２は、プロペラハブ１４を介して、前方スラストワッシャすなわちハブ２８と後方スラストワッシャすなわち駆動スリーブアダプタ３０４のハブ３０２との間において、キー溝部２４に取り付けられている。前方スラストワッシャ２８は、プロペラシャフト２２のテーパ状遷移部３２（図２２及び図２９）に当接している。ハブ１４は、複数の径方向スポーク３８（図２３）によって外側ハブ部３６（図４）に連結されている。ハブ１４（図２８）は駆動スリーブ４０２（図２８〜図３２）を内側ハブ部３４（図２９及び図３０）の内部に受容している。内側ハブ部３４の前端はスラストワッシャ２８に当接している。
【００４８】
駆動スリーブアダプタ３０４は、その内面にキー溝が切られてプロペラシャフト２２のキー溝部２４に受容されていると共に内側プロペラハブ部３４の後端に係合することにより、プロペラハブ１４及び駆動スリーブ４０２をプロペラシャフト２２に取り付けている。駆動スリーブアダプタ３０４は、駆動スリーブアダプタ３０４の後端部で前方に向くスラストハブ３０２を有している。アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２は、後向きに、かつ、プロペラシャフト２２の周囲に互いに離間して形成された複数の外側スロット３０６（図１９及び図２８）を有している。ロック用突起ワッシャ４４はプロペラシャフト２２の周囲に駆動スリーブアダプタ３０４に係合するように設置されている。ナット４２はプロペラシャフト２２の後方ネジ部２６に螺合されている。ロック用突起ワッシャ４４は、前向きに凹み、六角ナット４２を受容してナット４２のロック用突起ワッシャ４４に対する相対回転を阻止する内側六角形状面４６（図２２、図２９、図３０）を有している。ロック用突起ワッシャ４４は、更に、径方向外向きに延び、アダプタ３０４のスロット３０６の内部へ前向きに屈曲されることによりロック用突起ワッシャ４４の、アダプタ３０４の後方スラストハブ３０２に対する相対回転を阻止することが可能な複数の突起４８を有している。アダプタ３０４のプロペラシャフト２２に対する相対回転は、上記した部位２４におけるキー溝による取付けによって阻止されている。
【００４９】
プロペラハブ１４は、キー溝部２４において、駆動スリーブアダプタ３０４及び駆動スリーブ４０２によってプロペラシャフト２２に取り付けられている。駆動スリーブアダプタ３０４（図２０）は、プロペラシャフトに対して動力伝達可能にキー止め係合された内径部３１０を有している。内径部３１０は、キー溝部２４（図２２、図２９、図３０）においてプロペラシャフトとキー溝による動力伝達可能に係合する複数のキー溝を備えることが好ましい。駆動スリーブ４０２及びアダプタ３０４は同一の軸方向全長を有しており、また、プロペラシャフト２２に係合する内径部３１０は前記軸方向全長の４０％から５０％の軸方向全長を有している。駆動スリーブアダプタ３０４は、駆動スリーブ４０２にキー止め係合した外径部３１４を有している。好ましくは、外径部３１４は、駆動スリーブ４０２に係合する複数の外側キー溝３１６を有する。
【００５０】
駆動スリーブ４０２（図２８〜図３２）は、駆動スリーブアダプタ３０４に対して動力伝達可能にキー止め係合した後方内周部４０４を有している。好ましくは、後方内周部４０４は、アダプタ外側キー溝３１６（図２０）とキー溝による動力伝達可能に係合する複数の内側キー溝４０６を有している。駆動スリーブ４０２は、後方内周部４０４と径方向に整列した後方外周部４０８を有している。駆動スリーブ４０２は、後方外周部４０８及び後方内周部４０４より軸方向前方に前方外周部４１０を有している。駆動スリーブ４０２は、後方内周部４０４及び後方外周部４０８より軸方向前方に、前方外周部４１０と径方向に整列した前方内周部４１２を有している。前方内周部４１２は、軸方向後方に向かうにつれて、プロペラシャフト２２に向けて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。駆動スリーブ４０２の外周は、上記駆動スリーブと同様に、後方に向かうにつれて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。
【００５１】
駆動スリーブ４０２は弾性的に捩れることによって衝撃を吸収する。後方内周部４０４はプロペラシャフト２２にキー止めされ、プロペラシャフト２２と共に回転する。後方外周部４０８は後方内周部４０４と径方向に整列され、駆動スリーブ５０、１８０、２００、３０８と同様に、内側プロペラハブ部３４から径方向内側にギャップを隔てて離間されている。前方外周部４１０は内側ハブ部３４においてプロペラハブにキー止めされ、プロペラハブと共に回転する。図３４はスリーブの前方部を図３０に示す直線３４−３４に沿って切断した際の断面図である。図３４に示す如く、駆動スリーブ４０２の前方外周部４１０は内側ハブ部３４内に、両者間にギャップを生じさせることなく堅くキー止めされている。図３５及び図３７は、それぞれ、図３０に示す直線３５−３５及び直線３７−３７に沿って切断した際の断面図である。図３５及び図３７に示す如く、後方外周部４０８は内側ハブ部３４から径方向内側に径方向ギャップを隔てて離間している。このギャップは、図３５のギャップ４１４及び図３７のより大きなギャップ４１６で示されているように、スリーブが後向きに延びるにつれて増加する。以上説明した構成は図１〜図２７を参照して説明した駆動スリーブと同一である。
【００５２】
プロペラ１２が物体に衝突すると、プロペラ内側ハブ部３４及び駆動スリーブ４０２の前方外周部４１０は回転を停止し、一方、スリーブ４０２が弾性的に捩じれることで、後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、前方外周部４１０よりも更に回転した位置まで回転を続けることができる。図３６は、図３０に示す直線３５−３５に沿った断面の弾性捩れを示している。図３６に示す如く、ポウロペラの右向き回転に対して、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び駆動スリーブの後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、内側ハブ部３４に対して更に回転した位置まで時計回り方向に回転する。図４１に示す如く、プロペラシャフトは、ハブに対して更に回転した位置まで時計回り方向に回転角４１８だけ回転を続ける。図３６の更に回転した位置が図４１に実線４２０で示されている。図３５に示す、負荷が作用せず弾性的に捩れない部位は、図４１に破線４２２で示されている。
【００５３】
駆動スリーブの更に後方の部位は、更に回転した位置まで更に弾性的に捩じれる。図３８は、駆動スリーブの最後部である図３０に示す直線３７−３７に沿った断面の弾性捩れを示している。図３８に示す如く、この最後部において、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び、駆動スリーブ４０２の後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、内側ハブ部３４に対して更に回転した位置まで時計回り方向に回転角４２４（図４２）だけ回転を続ける。図３８の更に回転した位置は図４２に実線４２６で示されている。図３５に示す、負荷が作用せず弾性的に捩れない部位は、図４２に破線４２８で示されている。
【００５４】
駆動スリーブ４０２は、プロペラシャフト２２の一方の回転方向におけるバネ剛性が、他方の回転方向におけるバネ剛性よりも高くなるような、非対称なバネ剛性を有している。駆動スリーブは、船舶の前進方向に対して、高いばね剛性を有し、優れた耐トルク性能を示す。船の前進方向において、右手回転プロペラの場合、後方から見てプロペラシャフト２２は時計回り方向に回転する。スリーブは、船の後進方向に対して、低いバネ剛性を有し、より多くの衝撃を吸収する。船の後進方向において、右手回転プロペラの場合、後方から見てプロペラシャフト２２は反時計回り方向に回転する。
【００５５】
プロペラが物体に衝突した際、駆動スリーブ４０２は、プロペラシャフト２２がプロペラハブに対して更に回転した位置まで回転を続けることを許容することにより衝撃を吸収する。スリーブはプロペラハブをプロペラハブへ以下のような非対称な関係で取り付けている：時計回りの回転方向では、プロペラが物体に衝突した場合、プロペラシャフト２２は、ハブに対して更に前向きに回転した位置４２０（図４１及び図３６）まで前向き回転角４１８（図４１）だけ時計回り方向に回転を続ける；一方、反時計回りの回転方向（後述する図３９、図４０、図４３、図４４）では、プロペラが物体に衝突した場合、プロペラシャフト２２は、ハブに対して逆向き回転角４３０（図４３）だけ反時計回り方向に回転を続ける。逆向き回転角４３０（図４３）は前向き回転角４１８（図４１）よりも大きい。前向きと逆向きとの間のかかる回転角の大きさの差異により、上記した非対称なバネ剛性が実現されている。
【００５６】
図３５及び図３９を参照するに、船舶駆動装置が逆向きに作動している際にプロペラが物体に衝突した場合、内側プロペラハブ部３４及び駆動スリーブの前方外周部４１０は回転を停止し、一方、プロペラシャフト２２、アダプタ３０４、及び駆動スリーブ４０２の後方内周部４０４及び後方外周部４０８は、図４３に示す実線位置４３２まで角度４３０（図４３）だけ反時計回り方向に回転する。図３５に示す、駆動スリーブの負荷が作用せず弾性捩れを生じない部位は、図４３に破線４２２で示されている。図３９に示す反時計回り方向に回転した位置は図４３に実線４３２で示されている。
【００５７】
図３９及び図４３の反時計回り方向に回転した位置は、駆動スリーブの図３０に示す直線３５−３５に沿った部位に対するものである。スリーブに弾性捩れが生ずると、駆動スリーブの更に後方の部位は、更に回転した位置まで反時計回りに回転する。駆動スリーブの最後部は弾性的に捩じれて、図４０に対応する実線位置４３８まで回転角４３６（図４４）だけ反時計回り方向に回転する。図３５に示す、駆動スリーブの負荷が作用せず弾性捩れを生じない部位は、図４４に破線４２８で示されている。
【００５８】
図４１と図４３とを比較することにより前向きと逆向きとの衝撃吸収の非対称性がわかる。逆向きの反時計回りの回転角４３０（図４３）は、前向きの時計回りの回転角４１８（図４１）よりも大きい。このことは、図４２と図４４とを比較することによってもわかる。図４２及び図４４において、逆向きの反時計回りの回転角４３６（図４４）は前向きの時計回りの回転角４２４（図４２）よりも大きい。
【００５９】
駆動スリーブ４０２及び内側ハブ部３４は、上記した前向きと逆向きとの間の異なる回転を実現するため、互いに非対称な構成を有している。好ましい態様において、スリーブとハブとは互いに非対称なテーパ状に形成される。このため、プロペラが物体に衝突した際、スリーブは、一方の回転方向において他方の回転方向に比して、より速やかにハブに漸進的に係合する。生産を容易にするため、非対称なテーパは駆動スリーブに形成されるのが好ましい。スリーブ４０２は軸方向に、すなわち、プロペラシャフト２２の軸に沿って、前方外周部４１０から後方外周部４０８へ後方に延びる。スリーブは、後方外周部４０８に沿って逃げ線４４２及び４４４（図３１）を有している。逃げ線４４２及び４４４は、その間に、内側ハブ部３４から径方向内側にギャップ４４８（図３７）だけ離間された逃げ部４４６を画成している。逃げ部４４６によって、角度４３６（図４４）を角度４２４（図４２）よりも大きくすることが可能となっている。
【００６０】
逃げ線４４２及び４４４は上記軸方向に対して互いに異なる角度で延びている。逃げ線４４２は軸方向に対して逸れ角４４８で延びている。逃げ線４４４は軸方向に対して逸れ角４５０よりも大きな逸れ角４４８で延びている。逃げ線４４２は逸れ角４４８に沿って周方向のテーパ状に形成されている。また、逃げ線４４４は逸れ角４５０に沿って周方向反対向きのテーパ状に形成されている。逃げ線４４２及び４４４は、前方外周部４１０から後方に延びるにつれて互いに離間し、これにより、逃げ部４４６の周方向の幅は、前方外周部４１０から後方へ離れるにつれて増加している。逃げ線４４２及び４４４は共に、それぞれ図３０及び図２９に示す如く、前方外周部４１０から後方へ向けて延びるにつれて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。
【００６１】
逃げ線４４２及び４４４は、後方外周部４０８へその径方向に異なる寸法の段差遷移４５２及び４５４をそれぞれ画成している。段差４５２の寸法すなわち高さは段差４５４に比して大きい。段差寸法の差異は逃げ線４４２及び４４４が前方外周部４１０から後方に延びるにつれて増加している。段差４５２の寸法は逃げ線４４２が後方に延びるにつれて増加している。段差４５４の寸法は、逃げ線４４４が後方に延びてもほぼ一定である。段差４５２及び４５４は、逃げ線４４２及び４４４が後方に延びるにつれて互いに離れるように逸れている。段差４５２は上記逸れ角４４８で逸れており、また、段差４５４は上記逸れ角４５０で逸れている。逃げ部４４６は前方外周部４１０から後方に延びるにつれて径方向内側となるようなテーパ状に形成されている。後方に延びるにつれて内側となる逃げ部４４６のテーパすなわち傾斜は、後方に延びるにつれて径方向内側となる逃げ線４４２のテーパすなわち傾斜よりも大きい。従って、ステップ４５２の径方向高さすなわち寸法は後方に延びるにつれて増加する。後方に延びるにつれて径方向内側となる逃げ線４４４のテーパすなわち傾斜は、逃げ部４４６の傾斜とほぼ同一である。
【００６２】
上述したように、駆動スリーブ４０２は、図３５及び図３７に示す如く、後方外周部４０８が前方外周部４１０に対して弾性的に捩れない無負荷位置を有している。逃げ線４４２及び４４４はそれぞれ外側ショルダー４５６及び４５８を画成している。外側ショルダー４５６及び４５８は、上記した駆動スリーブの無負荷位置において、それぞれギャップ４６０及び４６２を隔てて内側ハブ部３４から離間されている。ギャップ４６０はギャップ４６２よりも小さい。ショルダー４５６（図３８）は、上記した駆動スリーブ４０２の時計回り回転位置において、内側ハブ部３４に係合する。ショルダー４５８（図４０）は、上記した駆動スリーブ４０２の反時計回り回転位置において、内側ハブ部３４に係合する。ショルダー４５６及び４５８は、前方外周部４１０から後方に延びるにつれて径方向内側となるテーパ状に形成されている。後方に延びるにつれて径方向内側となるショルダー４５８のテーパすなわち傾斜は、ショルダー４５６の傾斜よりも大きい。従って、ギャップ４６２はギャップ４６０よりも大きい。ショルダー４５６及び４５８は周方向に傾斜し（図３１）、後方に延びるにつれて互いに逸れている。ショルダー４５６は逸れ角４４８で延び、ショルダー４５８は逸れ角４５０で延びている。
【００６３】
好ましい態様において、駆動スリーブ４０２はプロペラシャフト２２に、駆動スリーブアダプタ３０４によって、キー溝２４において動力伝達可能にキー止めされる。駆動スリーブアダプタ３０４は、キー溝３１２においてプロペラシャフト２２にキー止め係合する内周部３１０と、駆動スリーブ４０２の内周部４０４とキー溝４０６において動力伝達可能にキー止め係合する外側キー溝３１６を有する外周部３１４とを有している。あるいは、上記駆動スリーブ５０、１８０、２００と同様に、駆動スリーブ４０２の内周部４０４がキー溝４０６において、プロペラシャフト２２のキー溝２４と直接動力伝達可能にキー止めされてもよい。
【００６４】
請求項の範囲内で種々の均等物、置換、及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】引用した米国特許第5,484,264 号の船舶駆動装置を示す図である。
【図２】図１の分解斜視図であって、引用した米国特許第5,484,264 号に係るプロペラ取付構造を示す図である。
【図３】図２の駆動スリーブを部分的に切除して示す斜視図である。
【図４】図２の構造が組み立てられた状態の断面部分図である。
【図５】図４に示す直線５−５に沿って切断した際の断面図である。
【図６】図４に示す直線６−６に沿って切断した際の断面図である。
【図７】図６から更に回転した状態を示す図である。
【図８】図４に示す直線８−８に沿って切断した際の断面図であって、引用した米国特許第5,322,416 号に係る更なる変更をも示す図である。
【図９】図８から更に回転した状態を示す図である。
【図１０】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１１】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１２】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１３】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１４】回転角とトルクとの関係を示す図である。
【図１５】更なる実施例を示す図４と同様の図である。
【図１６】図１５に示す直線１６−１６に沿って切断した際の断面図である。
【図１７】更なる実施例を示す図１５と同様の図である。
【図１８】図１７に示す直線１８−１８に沿って切断した際の断面図である。
【図１９】図１の一部の分解斜視図であって、引用した米国特許第5,484,264 号に係るプロペラ取付構造を示す図である。
【図２０】図１９に示す駆動スリーブアダプタを部分的に切除して示す斜視図である。
【図２１】図１９に示す駆動スリーブを部分的に切除して示す斜視図である。
【図２２】図１９に示す構造の組み立てられた状態の断面部分図である。
【図２３】図２２に示す直線２３−２３に沿って切断した際の断面図である。
【図２４】図２２に示す直線２４−２４に沿って切断した際の断面図である。
【図２５】図２４から更に回転した状態を示す図である。
【図２６】図２２に示す直線２６−２６に沿って切断した際の断面図である。
【図２７】図２６から更に回転した状態を示す図である。
【図２８】図１に示す構造の一部の分解斜視図であって、本発明に係るプロペラ取付構造を示している。
【図２９】図２８に示す構造の組付けられた状態を図３７に示す直線２９−２９に沿って切断した際の断面部分図である。
【図３０】図３７に示す直線３０−３０に沿って切断した図２９と同様の図である。
【図３１】図２８に示す駆動スリーブの斜視図である。
【図３２】部分的に切除した図３１と同様の図である。
【図３３】図３１に示す駆動スリーブの背面図である。
【図３４】図３０に示す直線３４−３４に沿って切断した際の断面図である。
【図３５】図３０に示す直線３５−３５に沿って切断した際の断面図である。
【図３６】船舶の前進方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３５と同様の図である。
【図３７】図３０に示す直線３７−３７に沿って切断した際の断面図である。
【図３８】船舶の前進方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３５と同様の図である。
【図３９】船舶の逆転方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの半時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３５と同様の図である。
【図４０】船舶の逆転方向、すなわち、右手回転プロペラ用プロペラシャフトの半時計回り方向へ更に回転した状態を示す図３７と同様の図である。
【図４１】図３６における回転を模式的に示す図である。
【図４２】図３８における回転を模式的に示す図である。
【図４３】図３９における回転を模式的に示す図である。
【図４４】図４０における回転を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０ 船舶駆動装置
１２ プロペラ
１４ ハブ
２２ プロペラシャフト
３０４ スリーブアダプタ
４０２ 駆動スリーブ
４０８ 後方外周部
４１０ 前方外周部
４４２、４４４ 逃げ線
４４６ 逃げ部
Claims (29)
- ハブを備えるプロペラと、軸方向に延びるプロペラシャフトとを備える船舶駆動装置に設けられる衝撃吸収駆動スリーブであって、
前記プロペラハブの内部に設けられ、前記プロペラハブを前記プロペラシャフトに取り付けると共に、
一方の回転方向において他方の回転方向に比して高いバネ剛性を有するように非対称なバネ剛性を有し、
前記スリーブは、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが前記プロペラハブよりも更に回転した位置まで回転を続けることを許容することにより衝撃を吸収し、
前記スリーブは、前記プロペラハブを前記プロペラシャフトへ、一方の回転方向においては、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが、前記ハブに対して第１の更に回転した位置まで第１の回転角だけ前記一方の回転方向に回転を続け、他方の回転方向においては、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが、前記ハブに対して第２の更に回転した位置まで第２の回転角だけ前記他方の回転方向に回転を続けるように非対称に取り付け、
前記第２の回転角は前記第１の回転角に比して大きい衝撃吸収スリーブであって、
前記スリーブは弾性捩れにより衝撃を吸収し、
前記スリーブは前記プロペラシャフトと共に回転するようにキー止めされた内周部と、前記内周部と径方向に整列された第１の外周部と、前記内周部及び前記第１の外周部から軸方向に離間され、前記ハブと共に回転するようにキー止めされた第２の外周部とを有し、これにより、前記プロペラが物体に衝突した際、前記スリーブが弾性的に捩じれて、前記内周部と前記第１の外周部とが前記第２の外周部よりも更に回転した位置まで回転を続けることを可能とし、
前記プロペラが物体に衝突した際、前記スリーブが前記一方の回転方向において、前記他方の回転方向に比して速やかに前記ハブと漸進的に係合するように、前記スリーブと前記ハブとが互いに非対称なテーパ状に形成された衝撃吸収スリーブ。 - 前記スリーブは前記第２の外周部から前記第１の外周部へ軸方向に延び、
前記スリーブは、前記第２の外周部に沿って第１及び第２の逃げ線を有し、前記第１及び第２の逃げ線はその間に、前記ハブから径方向内側にギャップを隔てて離間した逃げ部を画成することで、前記他方の方向における前記第２の回転角度が、前記一方の方向における前記第１の回転角度に比して大きくなることを可能とする請求項１記載の衝撃吸収スリーブ。 - 前記第１及び第２の逃げ線は前記軸方向に対して互いに異なる角度で延びる請求項２記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１の逃げ線は前記軸方向に対して第１の逸れ角で延び、前記第２の逃げ線は前記軸方向に対して第２の逸れ角で延び、前記第１の逸れ角は前記第２の逸れ角よりも大きい請求項３記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１の逃げ線は前記第１の逸れ角に沿って周方向に傾斜し、前記第２の逃げ線は前記第２の逸れ角に沿って周方向に傾斜する請求項４記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２の逃げ線は、前記第２の外周部から離れて延びるにつれて互いに離れるように傾斜し、これにより、前記逃げ部の周方向の幅は、前記第２の外周部から離れるにつれて増加する請求項５記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２の逃げ線は共に、前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側に向けて傾斜する請求項６記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側に向かう前記第２の逃げ線の傾斜は、前記第１の逃げ線の傾斜よりも大きい請求項７記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記逃げ部は前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側に向けて傾斜し、前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側に向かう前記逃げ部の傾斜は前記第１の逃げ線の傾斜よりも大きい請求項８記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第２の逃げ線と前記逃げ部とは、前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側へ向かう実質的に互いに等しい傾斜を有する請求項９記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２の逃げ線は、前記第２の外周部から離れるにつれて周方向に互いに離れるように傾斜し、これにより、前記逃げ部の周方向の幅は前記第２の外周部から離れるにつれて増加する請求項２記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２の逃げ線は、前記第１の外周部にその径方向に異なる寸法の第１及び第２の段差遷移を画成する請求項２記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１の段差の寸法は前記第２の段差の寸法よりも大きい請求項１２記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記２つの段差の寸法差は、前記第１及び第２の逃げ線が前記第２の外周部から離れて延びるのにつれて増加する請求項１２記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１の段差の寸法は、前記第１の逃げ線が前記第２の外周部から離れるにつれて増加する請求項１４記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２の段差は、前記第１及び第２の逃げ線が前記第２の外周部から離れて延びるのにつれて互いに逸れる請求項１４記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１の段差は前記軸方向に対して第１の逸れ角で逸れ、前記第２の段差は前記軸方向に対して第２の逸れ角で逸れ、前記第１の逸れ角は前記第２の逸れ角よりも大きく、前記第１の段差の寸法は前記第１の逃げ線が前記第２の外周部から離れて延びるのにつれて増加する請求項１６記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記スリーブは、前記第１の外周部が前記第２の外周部に対して弾性的に捩じれない無負荷位置を有し、前記第１及び第２の逃げ線は、前記無負荷位置において、前記ハブからそれぞれ第１及び第２のギャップを隔てて離間された第１及び第２の外側ショルダーをそれぞれ画成し、前記第１のギャップは前記第２のギャップよりも小さい請求項２記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１のショルダーは、前記スリーブの前記第１の更に回転した位置において前記ハブに係合し、前記第２のショルダーは、前記スリーブの前記第２の更に回転した位置において前記ハブに係合する請求項１８記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２のショルダーは共に、前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側に向けて傾斜する請求項１９記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２のショルダーは、前記第２の外周部から離れるにつれて互いに離れるように周方向に傾斜する請求項２０記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１のショルダーは前記軸方向に対して第１の逸れ角で延び、前記第２のショルダーは前記軸方向に対して第２の逸れ角で延び、前記第１の逸れ角は前記第２の逸れ角よりも大きい請求項２１記載の衝撃吸収スリーブ。
- ハブを備えるプロペラと、軸方向に延びるプロペラシャフトとを備える船舶駆動装置に設けられる衝撃吸収駆動スリーブであって、
前記プロペラハブの内部に設けられ、前記プロペラハブを前記プロペラシャフトに取り付けると共に、
一方の回転方向において他方の回転方向に比して高いバネ剛性を有するように非対称なバネ剛性を有し、
前記スリーブは、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが前記プロペラハブよりも更に回転した位置まで回転を続けることを許容することにより衝撃を吸収し、
前記スリーブは、前記プロペラハブを前記プロペラシャフトへ、一方の回転方向においては、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが、前記ハブに対して第１の更に回転した位置まで第１の回転角だけ前記一方の回転方向に回転を続け、他方の回 転方向においては、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが、前記ハブに対して第２の更に回転した位置まで第２の回転角だけ前記他方の回転方向に回転を続けるように非対称に取り付け、
前記第２の回転角は前記第１の回転角に比して大きい衝撃吸収スリーブであって、
前記スリーブは弾性捩れにより衝撃を吸収し、
前記スリーブは、前記プロペラシャフトと共に回転するようにキー止めされた内周部と、前記内周部と径方向に整列された第１の外周部と、前記内周部及び前記第１の外周部から軸方向に離間され、前記ハブと共に回転するようにキー止めされた第２の外周部とを有し、これにより、前記プロペラが物体に衝突した際、前記スリーブが弾性的に捩じれて、前記内周部と前記第１の外周部とが前記第２の外周部よりも更に回転した位置まで回転を続けることを可能とし、
前記スリーブは前記第２の外周部から前記第１の外周部へ軸方向に延び、前記第１の外周部が前記第２の外周部に対して弾性的に捩じれない無負荷位置を有し、
前記スリーブは前記第１の外周部に沿って第１及び第２の逃げ線を有し、前記第１及び第２の逃げ線は、前記無負荷位置において、前記ハブからそれぞれ第１及び第２のギャップを隔てて離間された第１及び第２のショルダーの間に逃げ部を画成し、前記第１のギャップは前記第２のギャップよりも小さい衝撃吸収スリーブ。 - 前記逃げ部は前記第２のショルダーから延びて段差遷移において前記第１のショルダーに接続され、前記第１のショルダーを前記ハブから、前記第２のショルダーの前記ハブからの間隔である前記第２のギャップよりも小さく、かつ、前記逃げ部の前記ハブからの間隔よりも小さな前記第１のギャップだけ隔てて離間させる請求項２３記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記第１及び第２のショルダーの夫々、及び、前記逃げ部は、前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側に向けて傾斜し、前記第２の外周部から離れるにつれて径方向内側に向かう前記第１のショルダーの傾斜量は前記第２のショルダー及び前記逃げ部の傾斜量よりも小さい請求項２４記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記段差の高さは前記第２の外周部から離れるにつれて増加する請求項２４記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記スリーブは、前記プロペラシャフトに動力伝達可能にキー止め係合する内周部と、前記駆動スリーブの前記内周部に動力伝達可能にキー止め係合する外周部とを有する駆動スリーブアダプタによって前記プロペラシャフトにキー止めされた請求項１記載の衝撃吸収スリーブ。
- 前記駆動スリーブの前記内周部は、前記プロペラシャフトへキー止めによる動力伝達可能に直接的に係合する請求項１記載の衝撃吸収スリーブ。
- ハブを備えるプロペラと、軸方向に延びるプロペラシャフトとを備える船舶駆動装置に設けられる衝撃吸収駆動スリーブであって、
前記スリーブは、前記プロペラハブの内部に設けられて前記プロペラハブを前記プロペラシャフトに取り付け、
前記スリーブは、一方の回転方向において他方の回転方向に比して高いバネ剛性を有するように非対称なバネ剛性を有し
前記スリーブは、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが前記プロペラハブより更に回転した位置まで回転を続けることを可能とすることにより衝撃を吸収し、
前記スリーブは、前記プロペラハブを前記プロペラシャフトへ、一方の回転方向においては、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが前記ハブに対して第１の更に回転した位置まで第１の回転角だけ前記一方の回転方向に回転を続け、他方の回転方向においては、前記プロペラが物体に衝突した際、前記プロペラシャフトが前記ハブに対して第２の更に回転した位置まで第２の回転角だけ前記他方の回転方向に回転を続けるように非対称に取り付け、前記第２の回転角は前記第１の回転角よりも大きく、
前記スリーブは、前記一方の回転方向における前記第１の更に回転した位置と、前記他方の回転方向における前記第２の更に回転した位置との間の無負荷位置を有し、
前記スリーブは、その前記無負荷位置において、前記ハブからそれぞれ第１及び第２のギャップを隔てて離間された第１及び第２のショルダーを有し、前記第１のギャップが前記第２のギャップよりも小さいことで、前記他方の回転方向における前記第２の回転角が、前記一方の回転方向における前記第１の回転角よりも大きくなることを可能とする衝撃吸収駆動スリーブ。
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