JP6504655B2 - 船舶用プロペラ - Google Patents

Description

本発明は、船舶に使用される船舶用プロペラに関する。

従来、プロペラファンや送風機用羽根車等の羽根に、セレーションを設けることで、騒音を低減することが行われている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
特許文献１〜３に開示されたセレーションは、三角形状の山部と、逆三角形状の谷部と、が交互に配置された構成とされている。
山部は、羽根の一方の面から他方の面に向かう方向に傾斜した傾斜面を有している。谷部の底に対応する部分は、羽根の厚さ方向に対して、略平行とされた直線或いは幅の狭い面とされている。

特開２００１−７３９９５号公報 特開２００１−２２７４９８号公報 特開平１１−２１０６９１号公報

ところで、近年、環境保護団体等から、水中で回転する船舶用プロペラから発生する音や振動を小さくすることが望まれている。
そこで、船舶用プロペラから発生する音や振動を小さくする観点から、特許文献１〜３に開示されたセレーションを船舶用プロペラの翼に設けることが考えられる。

この場合、山部は、翼の一方の面から他方の面に向かう方向に傾斜した傾斜面を有することになる。これにより、山部の一方の面側に形成されるカルマン渦と、山部の他方の面側に形成されるカルマン渦と、の位相をずらして、２つの渦が干渉することを抑制可能となる。これにより、プロペラ鳴音を低減することが可能となる。
なお、プロペラ鳴音は、特許文献１〜３に開示されたセレーションが低減可能な音とは、異なる種類の音である。

一方、谷部の底に対応する部分には、上述したように、羽根の厚さ方向に対して、略平行とされた直線或いは幅の狭い面が形成されることになる。
これにより、谷部の一方の面側に形成されるカルマン渦と、谷部の他方の面側に形成されるカルマン渦と、の位相をずらすことが困難となる。このため、谷部では、プロペラ鳴音を低減することができないという問題が発生してしまう。

そこで、本発明は、水中で翼が回転することで発生するプロペラ鳴音を十分に低減することの可能な船舶用プロペラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る船舶用プロペラは、推進軸の後端に配置されるハブと、船首側に位置する負圧面、及び該負圧面の反対側に配置され、船尾側に位置する正圧面を含み、かつ前ハブの周方向に固定された複数の翼と、を有する船舶用プロペラであって、前記複数の翼は、翼本体と、前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、を含み、前記山部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第１の傾斜面を有し、前記谷部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第２の傾斜面を有し、前記山部が突出する方向における前記第１の傾斜面の長さは、前記山部の突出量よりも長く、前記第１の傾斜面は、前記山部の基端側から離間する方向にも形成されており、前記第２の傾斜面は、前記谷部の基端側に配置され、前記第１の傾斜面と等しい傾斜角度とされた第１の面と、前記谷部の先端側に配置され、前記第１の面とは異なる傾斜角度とされ、かつ前記第１の面よりも面積の大きい第２の面と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、山部に設けられた第１の傾斜面により、山部の一方の面側（負圧面側または正圧面側）に形成されるカルマン渦と、山部の他方の面側（正圧面側または負圧面側）に形成されるカルマン渦と、の位相をずらして、２つのカルマン渦が干渉することを抑制可能（言い換えれば、翼の厚さ方向において、２つのカルマン渦が重ならないようにすることが可能）となる。
また、谷部に設けられた第２の傾斜面により、谷部の一方の面側（負圧面側または正圧面側）に形成されるカルマン渦と、谷部の他方の面側（正圧面側または負圧面側）に形成されるカルマン渦と、の位相をずらして、２つのカルマン渦が干渉することを抑制可能となる。
つまり、山部及び谷部の両方において、２つのカルマン渦が干渉することを抑制可能となる。これにより、水中で船舶用プロペラが回転した際に、セレーションから発生するプロペラ鳴音を十分に低減することができる。
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る船舶用プロペラは、推進軸の後端に配置されるハブと、船首側に位置する負圧面、及び該負圧面の反対側に配置され、船尾側に位置する正圧面を含み、かつ前記ハブの周方向に固定された複数の翼と、を有する船舶用プロペラであって、前記複数の翼は、翼本体と、前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、を含み、前記山部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜する第１の傾斜面を有し、前記谷部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜する第２の傾斜面を有し、前記第１の傾斜面は、前記山部の突出量よりも長さが短い１つの傾斜面のみで構成され、前記山部の一部に配置置されることを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る船舶用プロペラは、推進軸の後端に配置されるハブと、船首側に位置する負圧面、及び該負圧面の反対側に配置され、船尾側に位置する正圧面を含み、かつ前記ハブの周方向に固定された複数の翼と、を有する船舶用プロペラであって、前記複数の翼は、翼本体と、前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、を含み、前記山部は、前記負圧面側に配置され、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜する第１の傾斜面を有し、前記谷部は、前記正圧面側に配置され、前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第２の傾斜面を有することを特徴する。

また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記翼本体は、軽量素材を含む材料で構成されており、前記複数の翼は、前記翼本体の後縁部の延在方向に沿うように、前記翼本体の後縁部に設けられ、前記軽量素材を含む材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材を有し、前記セレーションを前記ウェイト部材に設けてもよい。

このように、軽量素材を含む材料で翼本体を構成することで、翼本体の軽量化を図ることが可能となるため、プロペラを大型化させた場合でもプロペラ作動効率を向上させることができる。
また、軽量素材を含む材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材を有することにより、翼の後縁部のモーダルマスを大きくすることが可能となる。これにより、水中で複数の翼が回転する際に発生するプロペラ鳴音以外の音や振動を十分に低減することができる。

また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記軽量素材は、繊維強化プラスチック複合材料であってもよい。

このように、軽量素材として、繊維強化プラスチック複合材料を用いることで、軽金属を翼本体の材料として用いた場合と比較して、翼本体をさらに軽量化することが可能となる。これにより、プロペラ作動効率をさらに向上させることができる。

また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記翼本体の表面、及び前記ウェイト部材の表面を保護するコーティング層を有してもよい。

このように、翼本体の表面、及びウェイト部材の表面を保護するコーティング層を有することで、翼本体及びウェイト部材が直接水や海水に浸漬されることが無くなるため、水や海水から翼本体及びウェイト部材を保護することができる。

また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記コーティング層は、耐水性及び耐食性を有する層であってもよい。

このように、コーティング層として、耐水性及び耐食性を有する層を用いることで、水中や海水中で船舶用プロペラが使用された際、翼本体及びウェイト部材を確実に水及び海水から保護することができる。

また、上記本発明の一態様に係る船舶用プロペラにおいて、前記翼本体は、補強部材と、該補強部材を被覆する外部材と、を有しており、前記補強部材は、前記翼本体の強度を確保可能で、かつ軽量な材料で構成されており、前記外部材は、前記繊維強化プラスチック複合材料で構成してもよい。

このように、翼本体を構成する補強部材を、翼本体の強度を確保可能な材料で、かつ軽量な材料で構成するとともに、翼本体を構成する外部材を、繊維強化プラスチック複合材料で構成することで、翼本体に十分な強度を付与した上で、翼本体の軽量化を図ることができる。

本発明によれば、水中で翼が回転することにより発生するプロペラ鳴音を十分に低減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る船舶用プロペラの斜視図である。 図１に示す翼の平面図である。 図２に示す翼のＡ−Ａ線方向の断面図である。 図２に示すウェイト部材のセレーションが形成された部分を拡大した平面図である。 図４に示すウェイト部材の斜視図である。 図４に示す山部のＣ−Ｃ線方向の断面図である。 図４に示す谷部のＤ−Ｄ線方向の断面図である。 谷部に設けられる第２の傾斜面の変形例（その１）を示す断面図である。 谷部に設けられる第２の傾斜面の変形例（その２）を示す断面図である。 谷部に設けられる第２の傾斜面の変形例（その３）を示す断面図である。 第２の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。 図１１に示すセレーションの斜視図である。 図１１に示す山部のＧ−Ｇ線方向の断面図である。 図１１に示す谷部のＨ−Ｈ線方向の断面図である。 第３の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。 図１５に示すセレーションの斜視図である。 図１５に示す山部のＩ−Ｉ線方向の断面図である。 図１５に示す谷部のＪ−Ｊ線方向の断面図である。 第４の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。 図１９に示すセレーションの斜視図である。 図１９に示す山部のＫ−Ｋ線方向の断面図である。 図１９に示す谷部のＬ−Ｌ線方向の断面図である。 第５の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。 図２３に示すセレーションの斜視図である。 図２３に示す山部のＭ−Ｍ線方向の断面図である。 図２３に示す谷部のＮ−Ｎ線方向の断面図である。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施の形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の船舶用プロペラの寸法関係とは異なる場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る船舶用プロペラの斜視図である。図２は、図１に示す翼の平面図である。図２に示すＢ方向は、翼本体１６の後縁部の延在方向（言い換えれば、ウェイト部材１７、及びウェイト部材１７の後縁部の延在方向）を示している。
図３は、図２に示す翼のＡ−Ａ線方向の断面図である。図１〜図３に示す構造体において、同一構成部分には同一符号を付す。

図１〜図３を参照するに、本実施の形態の船舶用プロペラ１０は、ハブ１２と、複数の翼１４と、を有する。
ハブ１２は、推進軸１１の後端を挿入可能なリング状部材であり、推進軸１１の後端に固定されている。ハブ１２は、その外周部に翼１４の基端が 嵌合される嵌合用溝（図示せず）を複数有する。

複数の翼１４は、ハブ１２の周方向に所定の間隔で配置されている。なお、図１では、一例として、５枚の翼１４を図示したが、翼１４の枚数は、複数であればよく、５枚に限定されない。
翼１４は、負圧面１４ａと、正圧面１４ｂと、翼本体１６と、後述するセレーション２８を有するウェイト部材１７と、接着層１９と、コーティング層２２と、を有する。
負圧面１４ａは、翼１４の前方側（船首側）の面である。正圧面１４ｂは、負圧面１４ａの反対側に位置する面（船尾側の面）である。
翼本体１６は、軽量素材（例えば、繊維強化プラスチック複合材料）を含む材料で構成されており、補強部材２４と、外部材２５と、を有する。

補強部材２４は、翼本体１６の強度を確保可能な材料で構成された板状の部材である。補強部材２４は、外部材２５内に内設されている。補強部材２４の外形は、例えば、翼１４の外形を縮小させた形状とすることができる。補強部材２４は、外部材２５を構成する材料よりも強度の高い材料で構成されている。
このような補強部材２４の材料としては、例えば、船舶用プロペラの材料として用いられるアルミ青銅合金、ニッケルアルミ合金、青銅合金、銅合金等の合金、或いは、金属のうち、比重が５未満とされた軽金属を用いるとよい。
補強部材２４の材料となる軽金属としては、例えば、は、アルミニウム（比重２．７）、チタン（比重４．５）、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を用いることができる。

外部材２５は、補強部材２４を被覆するように、補強部材２４の外側に配置されている。外部材２５は、翼本体１６の外形の一部を構成している。
外部材２５は、ウェイト部材１７が接着（固定）される側の外部材２５の端部からウェイト部材１７の先端に向かう方向に突出する突出部２５Ａを有する。突出部２５Ａは、接着層１９を介して、ウェイト部材１７に設けられた後述する凹部１７Ａ内に固定される部分である。

このように、ウェイト部材１７内に配置される突出部２５Ａを含む外部材２５（翼本体１６）と、突出部２５Ａを収容する凹部１７Ａを含むウェイト部材１７と、を有することで、接着層１９で接着されるウェイト部材１７と翼本体１６との間の接着面積を増加させることが可能となる。これにより、ウェイト部材１７と翼本体１６とを強固に接着することができる。

図３に示すように、突出部２５Ａの断面形状としては、補強部材２４からウェイト部材１７の先端に向かう方向に対して、厚さが薄くなるような形状（例えば、三角形や台形等）が好ましい。
突出部２５Ａの形状を上記形状とすることにより、翼本体１６とウェイト部１７とを接着層１９で接着する際、凹部１７Ａ内に突出部２５Ａを容易に挿入することができる。

また、突出部２５Ａは、翼本体１６の後縁部の延在方向（Ｂ方向）に対して連続して延在する１つの突出部として構成してもよいし、翼本体１６の後縁部の延在方向に対して複数配置された突出部で構成してもよい。

突出部２５Ａの突出量は、翼１４の大きさ、ウェイト部材１７の幅（Ｂ方向と直交する方向の幅）の大きさ、及びウェイト部材１７に設けられる凹部１７Ａの深さによって適宜選択することが可能であるが、例えば、５ｃｍ〜２０ｃｍの範囲内で適宜設定することができる。

外部材２５は、軽量素材である繊維強化プラスチック複合材料で構成されている。繊維強化プラスチック複合材料としては、例えば、カーボン繊維強化プラスチック複合材料、アラミド繊維強化プラスチック複合材料、ガラス繊維強化プラスチック複合材料の単体或いはこれらを２種以上組み合わせた積層構造体を用いることができる。
また、異なる種類の繊維強化プラスチックを積層させる場合には、樹脂を用いて一体化させるとよい。

翼本体１６のうち、強度や合成が必要とされる部分には、カーボン繊維強化プラスチックの割合を、他の繊維強化プラスチックの割合よりも高くするとよい。
また、翼本体１６のうち、靱性を要求される部分には、アラミド繊維強化プラスチックの割合を、他の繊維強化プラスチックの割合よりも高くするとよい。

翼本体１６のうち、電気的化学腐食現象の発生を抑制した部分には、ガラス繊維強化プラスチックの割合を、他の繊維強化プラスチックの割合よりも高くするとよい。
一般的に、ガラス繊維強化プラスチック複合材料は、強度的には少なくともアルミ合金と同等以上の強度及び剛性を有しており、必要な強度特性に応じてガラス繊維の量及び配向を調整することが可能であるため、最適な強度設計を実現できる。
また、ガラス繊維強化プラスチック複合材は、用いる樹脂を選定することによって、耐熱性、耐食性を容易に付与することができ、耐食性が求められる海水中のプロペラへの適用が容易になる。

さらに、ガラス繊維の構造としては、例えば、一方向に引き揃えられた繊維布や、縦糸と横糸とで構成された織物（平織りクロス）、短い繊維（ガラスチョップ）或いは短い繊維をマット状にしたチョップドマットを用いることが可能である。
なお、特に、強度を必要とする場合、例えば、一方向クロスや平織りクロス等を多く含むガラス繊維を用いるとよい。

このように、翼本体１６を構成する補強部材２４を、翼本体１６の強度を確保可能な材料で、かつ軽量な材料（例えば、軽金属）で構成するとともに、翼本体１６を構成する外部材２５を、軽量素材である繊維強化プラスチック複合材料で構成することで、翼本体１６に十分な強度を付与した上で、翼本体１６の軽量化を図ることができる。
また、翼本体１６を軽量化することで、複数の翼１４も軽量化されるため、船舶用プロペラ１０を大型化させた場合でもプロペラ作動効率を向上させることができる。

なお、図３では、一例として、補強部材２４を有する翼本体１６を例に挙げて説明したが、補強部材２４は、必要に応じて設ければよく、本発明を実施する上で必修の構成ではない。
つまり、先に説明した繊維強化プラスチック複合材料のみを用いて翼本体１６を構成してもよい。この場合、複数の翼１４のさらなる軽量化を図ることが可能となるので、さらにプロペラ作動効率を向上させることができる。

ウェイト部材１７は、翼本体１６の後縁部に、翼本体１６の後縁部の延在方向（Ｂ方向）に沿うように設けられている。ウェイト部材１７は、突出部２５Ａを収容する凹部１７Ａを有する。凹部１７Ａの形状としては、例えば、突出部２５Ａの外形に対応するような溝（図３では、一例としてＶ字状の溝を図示する）にすることができる。

ウェイト部材１７は、翼本体１６を構成する材料（具体的には、本実施の形態の場合、補強部材２４を構成する軽金属や外部材２５を構成する繊維強化プラスチック複合材料）よりも比重の大きい材料で構成されている。ウェイト部材１７を構成する材料としては、補強部材２４を構成する金属の比重と同等以上の比重とされた金属、或いは、重金属（比重が５を超える金属）を用いることができる。
ウェイト部材１７の材料となる重金属としては、例えば、鉄、金、白金、銀、銅、クロム、ニッケル、モリブデン、タングステン、錫等を用いることができる。

このように、翼本体１６を構成する材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材１７を有することにより、翼１４の後縁部のモーダルマスを大きくすることが可能となるので、水中で複数の翼１４が回転する際に発生する音や振動を十分に低減することができる。

図１〜図３を参照するに、ウェイト部材１７は、翼１４の負圧面１４ａ側に配置され、コーティング層で覆われた負圧面１７ａと、翼１４の正圧面１４ｂ側に配置され、コーティング層で覆われた正圧面１７ｂと、を有する。
また、ウェイト部材１７は、ウェイト部材１７の後縁部に設けられ、かつウェイト部材１７の後縁部の延在方向（Ｂ方向）に延在するセレーション２８を有する。セレーション２８は、山部３１と、谷部３２と、が交互に配置された構成とされている。

図４は、図２に示すウェイト部材のセレーションが形成された部分を拡大した平面図である。図４において、Ｅは山部３１の突出量（以下、「突出量Ｅ」という）、Ｆは山部３１の突出方向における第１の傾斜面３１ａの長さ（以下、「長さＦ」という）をそれぞれ示している。また、図４及び図５では、第１の傾斜面３１ａの長さＦが、山部３１の突出量Ｅよりも大きい場合のセレーション２８を模式的に図示している。
図５は、図４に示すウェイト部材の斜視図である。図６は、図４に示す山部のＣ−Ｃ線方向の断面図である。図７は、図４に示す谷部のＤ−Ｄ線方向の断面図である。図６及び図７に示すＧ１，Ｇ２は、カルマン渦（以下、「カルマン渦Ｇ１，Ｇ２」という）を示している。

図４及び図５を参照するに、平面視した状態において、山部３１の形状は、山部３１の基端から先端に向かうにつれて、幅が狭くなる台形とされている。山部３１は、負圧面１７ａ側に配置され、かつ負圧面１７ａから正圧面１７ｂに向かう方向に傾斜した第１の傾斜面３１ａを有する。

このような第１の傾斜面３１ａを有することにより、図６に示すように、山部３１の負圧面１７ａ側に形成されるカルマン渦Ｇ１と、山部３１の正圧面１７ｂ側に形成されるカルマン渦Ｇ２と、の位相をずらすことが可能（言い換えれば、翼１４の厚さ方向において、カルマン渦Ｇ１とカルマン渦Ｇ２との干渉を抑制することが可能）となる。これにより、セレーション２８の山部３１から発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。

図４では、平面視した際の山部３１の形状の一例として、角ばった角を有する台形を例に挙げて図示したが、山部３１の形状は、第１の傾斜面３１ａを有することが可能な形状であればよく、図４及び図５に示す形状に限定されない。
平面視した際の山部３１の形状として、例えば、角を丸めた略台形、三角形、角を丸めた略三角形、半円形等の形状を用いることができる。

図４、図５、及び図７を参照するに、平面視した状態において、谷部３２は、山部３１の基端から先端に向かうにつれて、幅が広くなる台形とされている。谷部３２は、負圧面１７ａ側に配置され、かつ負圧面１７ａから正圧面１７ｂに向かう方向に傾斜した第２の傾斜面３２ａを有する。

先に説明したように、第１の実施の形態のセレーション２８では、第１の傾斜面３１ａの長さＦが、山部３１の突出量Ｅよりも大きくなるように構成されている。言い換えれば、第１の傾斜面３１ａが山部３１の基端側から離間する方向にも）形成されている。
このため、第２の傾斜面３２ａは、負圧面１７ａ側に配置され、第１の傾斜面３１ａと等しい傾斜角度とされた傾斜面３２ａ−１と、傾斜面３２ａ−１とは異なる傾斜角度とされ、かつ傾斜面３２ａ−１よりも面積の大きい傾斜面３２ａ−２と、で構成されている。

このような第２の傾斜面３２ａを有することにより、図７に示すように、谷部３２の負圧面１７ａ側に形成されるカルマン渦Ｇ１と、谷部３２の正圧面１７ｂ側に形成されるカルマン渦Ｇ２と、の位相をずらすことが可能（言い換えれば、翼１４の厚さ方向において、カルマン渦Ｇ１とカルマン渦Ｇ２との干渉を抑制することが可能）となる。
これにより、セレーション２８の谷部３２において、水中で船舶用プロペラ１０が回転した際に発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。
つまり、セレーション２８が上述した第１及び第２の傾斜面３１ａ，３２ａを有することで、水中で船舶用プロペラ１０が回転した際、セレーション２８から発生するプロペラ鳴音を十分に低減することができる。

図４では、平面視した際の谷部３２の形状の一例として、角ばった角を有する台形を例に挙げて図示したが、谷部３２の形状は、第２の傾斜面３２ａを有することが可能な形状であればよく、図４及び図５に示す形状に限定されない。平面視した際の谷部３２の形状として、例えば、角を丸めた略台形、半円形等の形状を用いることができる。

図３を参照するに、接着層１９は、翼本体１６とウェイト部材１７とが対向する面（突出部２５Ａの表面や凹部１７Ａの内面も含む）に配置されており（言い換えれば、翼本体１６とウェイト部材１７との間に配置されており）、翼本体１６とウェイト部材１７とを接着している。
翼本体１６とウェイト部材１７との間に配置される接着層１９の厚さは、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内とすることができる。

接着層１９としては、外部材２５を構成する繊維強化プラスチック複合材料とウェイト部１７を構成する材料（例えば、軽金属）とを強固に接着させることの可能なものを用いるとよい。
具体的には、接着層１９としては、例えば、ポリアミド系接着層、エポキシ系接着層、ビニルエステル樹脂系接着層等を用いることができる。

図２及び図３を参照するに、コーティング層２２は、接着層１９により接着された翼本体１６とウェイト部材１７との表面を覆うように設けられている。
このように、翼本体１６の表面、及びウェイト部材１７の表面を保護するコーティング層２２を有することで、翼本体１６及びウェイト部材１７が直接水や海水に浸漬されることが無くなるため、水中や海水中で船舶用プロペラ１０が使用された際、翼本体１６及びウェイト部材１７を確実に水及び海水から保護することができる。

また、コーティング層２２としては、例えば、耐水性及び耐食性を有する層を用いるとよい。このように、コーティング層２２として、耐水性及び耐食性を有する層を用いることで、翼本体１６及びウェイト部材１７を確実に水や海水から保護することができる。

耐水性及び耐食性を有し、かつコーティング層２２に適用可能な層としては、例えば、ポリウレタン系コーティング層、エラストマーコーティング層等を例示することができる。また、コーティング層２２として、これら層を用いた場合、コーティング層２２の厚さは、例えば、０．５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。

第１の実施の形態の船舶用プロペラによれば、山部３１に設けられた第１の傾斜面３１ａにより、山部３１の負圧面１７ａ側に形成されるカルマン渦Ｇ１と、山部３１の正圧面１７ｂ側に形成されるカルマン渦Ｇ２と、の位相をずらすことが可能になるとともに、谷部３２に設けられた第２の傾斜面３２ａにより、谷部３２の負圧面１７ａ側に形成されるカルマン渦Ｇ１と、谷部３２の正圧面１７ｂ側に形成されるカルマン渦Ｇ２と、の位相をずらすことが可能となる。
これにより、セレーション２８の山部３１及び谷部３２において、水中で船舶用プロペラ１０が回転した際に発生するプロペラ鳴音を十分に抑制することができる。

なお、第１の実施の形態では、ウェイト部材１７を設けるとともに、ウェイト部材１７にセレーション２８を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材１７を設けることなく、翼本体１６の後縁部に直接セレーション２８を形成してもよい。

また、第１の実施の形態では、翼本体１６が補強部材２４を有する場合を例に挙げて説明したが、補強部材２４に替えて、例えば、軽量な硬質プラスチック発泡体やグラファイト発泡材等を用いてもよい。この場合、翼１４のさらなる軽量化を図ることが可能となるので、プロペラ作動効率をさらに向上させることができる。

また、第１の実施の形態では、コーティング層２２を設けた場合を例に挙げて説明したが、コーティング層２２は、必要に応じて設ければよく、本発明を実施する上で、必修の構成ではない。

図８〜図１０は、谷部に設けられる第２の傾斜面の変形例を示す断面図である。図８〜図１０において、図７に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

第１の実施の形態では、谷部３２を構成する第２の傾斜面３２ａとして、平坦な面を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
例えば、第２の傾斜面３２ａに替えて、図８に示すように、負圧面１７ａ側、及び正圧面１７ｂ側の角部を丸めることで構成される両端が湾曲した第２の傾斜面３２ｂを用いてもよい。

また、第２の傾斜面３２ａに替えて、図９に示すように、湾曲した凸状の第２の傾斜面３２ｃを用いてもよい。さらに、第２の傾斜面３２ａに替えて、図１０に示すように、窪んだ湾曲形状とされた第２の傾斜面３２ｃのうちのいずれか１つを用いてもよい。
上述した図８〜図１０に示す第２の傾斜面３２ｂ〜３２ｄを用いた場合も、第２の傾斜面３２ａを用いた場合と同様な効果を得ることができる。

（第２の実施の形態）
図１１は、第２の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図１２は、図１１に示すセレーションの斜視図である。図１１及び図１２では、第１の実施の形態で説明した図４及び図５に示すウェイト部材１７と同一構成部分には、同一符号を付す。
図１１及び図１２では、第１の傾斜面４１ａの長さＦが、山部４１の突出量Ｅよりも小さい場合のセレーション４０を模式的に図示している。
図１３は、図１１に示す山部のＧ−Ｇ線方向の断面図である。図１４は、図１１に示す谷部のＨ−Ｈ線方向の断面図である。
図１３及び図１４において、図６、図７、図１１、及び図１２と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１１及び図１２を参照するに、第２の実施の形態のセレーション４０は、山部４１と、谷部４２と、が交互に配置された構成とされている。
平面視した状態において、山部４１は、図４及び図５に示す山部３１と同様な形状とされている。山部４１は、ウェイト部材１７の負圧面１７ａ側に配置され、かつ負圧面１７ａから正圧面１７ｂに向かう方向に傾斜した第１の傾斜面４１ａを有する。
第１の傾斜面４１ａは、第１の実施の形態で説明した第１の傾斜面３１ａよりも長さが短い傾斜面であり、山部４１の一部に配置されている。第１の傾斜面４１ａは、１つの傾斜面のみで構成されている。

このような第１の傾斜面４１ａを有することで、図１３に示すように、山部４１の負圧面１７ａ側に形成されるカルマン渦Ｇ１と、山部４１の正圧面１７ｂ側に形成されるカルマン渦Ｇ２と、の位相をずらして２つのカルマン渦Ｇ１，Ｇ２が干渉することを抑制可能となる。
これにより、セレーション４０の山部４１において、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。

なお、山部４１の形状は、プロペラ鳴音を抑制可能な第１の傾斜面を有しする形状であればよく、図１１及び図１２に示す形状に限定されない。

図１１、図１２、及び図１４を参照するに、谷部４２は、図４及び図５に示す谷部３２と同様な形状とされている。谷部４２は、ウェイト部材１７の負圧面１７ａ側に配置され、かつ負圧面１７ａから正圧面１７ｂに向かう方向に傾斜した第２の傾斜面４２ａを有する。

このような第２の傾斜面４２ａを有することにより、谷部４２の負圧面１７ａ側に形成されるカルマン渦Ｇ１と、谷部４２の正圧面１７ｂ側に形成されるカルマン渦Ｇ２と、の位相をずらして２つのカルマン渦Ｇ１，Ｇ２が干渉することを抑制可能となる。
これにより、セレーション４０の谷部４２において、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を抑制することができる。

上記構成とされた第２の実施の形態のセレーションによれば、セレーション４０の山部４１及び谷部４２において、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を十分に抑制することができる。

なお、第２の実施の形態では、ウェイト部材１７を設けるとともに、ウェイト部材１７にセレーション４０を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材１７を設けることなく、図３に示す翼本体１６の後縁部に直接セレーション４０を形成してもよい。
また、第２の実施の形態で説明した第２の傾斜面４２ａに替えて、第１の実施の形態で説明した図８〜図１０に示す第２の傾斜面３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのうちのいずれかを用いてもよい。

（第３の実施の形態）
図１５は、第３の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図１６は、図１５に示すセレーションの斜視図である。図１５及び図１６では、図４及び図５に示す第２の実施の形態のセレーション４０と同一構成部分には、同一符号を付す。
図１５及び図１６では、第１の傾斜面４１ａの長さＦが、山部４１の突出量Ｅよりも小さい場合のセレーション５０を模式的に図示している。
図１７は、図１５に示す山部のＩ−Ｉ線方向の断面図である。図１８は、図１５に示す谷部のＪ−Ｊ線方向の断面図である。
図１７及び図１８において、図１３、図１４、図１５、及び図１６と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１５〜図１８を参照するに、第３の実施の形態のセレーション５０は、第２の実施の形態のセレーション４０を構成する複数の谷部４２に替えて、複数の谷部５１を有すること以外は、セレーション４０と同様に構成される。

谷部５１は、ウェイト部材１７の正圧面１７ｂ側に配置され、かつ正圧面１７ｂから負圧面１７ａに向かう方向に傾斜した第２の傾斜面５１ａを有する。

つまり、第３の実施の形態のセレーション５０は、負圧面１７ａ側に配置された第１の傾斜面４１ａと、正圧面１７ｂ側に配置された第２の傾斜面５１ａと、を有した構成とされている。
このような構成とされた第３の実施の形態のセレーションにおいても、図１７及び図１８に示すように、第１及び第２の傾斜面４１ａ，５１ａにより、負圧面１７ａ側に形成されるカルマン渦Ｇ１と、正圧面１７ｂ側に形成されるカルマン渦Ｇ２と、の位相をずらして２つのカルマン渦Ｇ１，Ｇ２が干渉することを抑制可能となる。これにより、水中で船舶用プロペラが回転した際に発生するプロペラ鳴音を十分に抑制することができる。

なお、第３の実施の形態では、ウェイト部材１７を設けるとともに、ウェイト部材１７にセレーション５０を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材１７を設けることなく、図３に示す翼本体１６の後縁部に直接セレーション５０を形成してもよい。
また、第３の実施の形態で説明した第２の傾斜面５１ａに替えて、第１の実施の形態で説明した図８〜図１０に示す第２の傾斜面３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのうちのいずれか１つを用いてもよい。

（第４の実施の形態）
図１９は、第４の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図２０は、図１９に示すセレーションの斜視図である。
図１９及び図２０では、第１の実施の形態で説明した図４及び図５に示す構造体と同様に、第１の傾斜面３１ａの長さＦが、山部３１の突出量Ｅよりも小さい場合を模式的に図示している。
図２１は、図１９に示す山部のＫ−Ｋ線方向の断面図である。図２２は、図１９に示す谷部のＬ−Ｌ線方向の断面図である。
図１９〜図２２において、図４〜図７に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１９〜図２２を参照するに、第４の実施の形態のセレーション６０は、正圧面１７ｂ側に、山部３１を構成する第１の傾斜面３１ａ、及び谷部３２を構成する第２の傾斜面３２ａを配置させたこと以外は、第１の実施の形態のセレーション２８と同様に構成されている。

このように、正圧面１７ｂ側に第１及び第２の傾斜面３１ａ，３２ａを配置させた第４の実施の形態のセレーション６０は、負圧面１７ａ側に第１及び第２の傾斜面３１ａ，３２ａを配置させた第１の実施の形態のセレーション２８と同様な効果を得ることができる。

なお、第４の実施の形態では、ウェイト部材１７を設けるとともに、ウェイト部材１７にセレーション６０を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材１７を設けることなく、図３に示す翼本体１６の後縁部に直接セレーション６０を形成してもよい。
また、山部３１及び谷部３２の形状は、第１及び第２の傾斜面３１ａ，３２ａを有することが可能な形状であればよく、図１９〜図２２に示す形状に限定されない。
また、第２の傾斜面３２ａに替えて、第１の実施の形態で説明した図８〜図１０に示す第２の傾斜面３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのうちのいずれか１つを用いてもよい。

（第５の実施の形態）
図２３は、第５の実施の形態のセレーションを拡大した平面図である。図２４は、図２３に示すセレーションの斜視図である。
図２３及び図２４では、第３の実施の形態で説明した図１５及び図１６に示す構造体と同様に、第１の傾斜面４１ａの長さＦが、山部３１の突出量Ｅよりも小さい場合を模式的に図示している。
図２５は、図２３に示す山部のＭ−Ｍ線方向の断面図である。図２６は、図２３に示す谷部のＮ−Ｎ線方向の断面図である。
図２３〜図２６において、図１５〜図１８に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図２３〜図２６を参照するに、第５の実施の形態のセレーション７０は、正圧面１７ｂ側に、山部４１を構成する第１の傾斜面４１ａ、及び谷部５１を構成する第２の傾斜面５１ａを配置させたこと以外は、第３の実施の形態のセレーション５０と同様に構成されている。

このように、正圧面１７ｂ側に第１及び第２の傾斜面４１ａ，５１ａを配置させた第５の実施の形態のセレーション７０は、負圧面１７ａ側に第１及び第２の傾斜面４１ａ，５１ａを配置させた第３の実施の形態のセレーション５０と同様な効果を得ることができる。

なお、第５の実施の形態では、ウェイト部材１７を設けるとともに、ウェイト部材１７にセレーション７０を形成した場合を例に挙げて説明したが、ウェイト部材１７を設けることなく、図３に示す翼本体１６の後縁部に直接セレーション７０を形成してもよい。
また、山部４１及び谷部５１の形状は、第１及び第２の傾斜面４１ａ，５１ａを有することが可能な形状であればよく、図２３〜図２６に示す形状に限定されない。
また、第２の傾斜面５１ａに替えて、第１の実施の形態で説明した図８〜図１０に示す第２の傾斜面３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのうちのいずれか１つを用いてもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、第１ないし第５の実施の形態では、図１に示す推進軸１１に取り付けられたハブ１２に、複数の翼１４を固定させた船舶用プロペラ１０を例に挙げて説明したが、第１ないし第５の実施の形態で説明したセレーション２８，４０，５０，６０，７０は、ハブ１２を用いることなく、推進軸１１に直接複数の翼１４を固定した構成とされた船舶用プロペラ（図示せず）にも適用可能である。

１０…船舶用プロペラ、１１…推進軸、１２…ハブ、１４…翼、１４ａ，１７ａ…負圧面、１４ｂ，１７ｂ…正圧面、１６…翼本体、１７…ウェイト部材、１７Ａ…凹部、１９…接着層、２２…コーティング層、２４…補強部材、２５…外部材、２５Ａ…突出部、２８，４０，５０，６０，７０…セレーション、３１，４１…山部、３２，４２，５１…谷部、３１ａ，４１ａ…第１の傾斜面、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，４２ａ，５１ａ…第２の傾斜面、３２ａ−１，３２ａ−２…傾斜面、Ｂ…方向、Ｅ…突出量、Ｆ…長さ、Ｇ１，Ｇ２…カルマン渦

Claims (8)

1. 推進軸の後端に配置されるハブと、船首側に位置する負圧面、及び該負圧面の反対側に配置され、船尾側に位置する正圧面を含み、かつ前ハブの周方向に固定された複数の翼と、を有する船舶用プロペラであって、
   前記複数の翼は、翼本体と、
   前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、
   を含み、
   前記山部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第１の傾斜面を有し、
   前記谷部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜、または前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第２の傾斜面を有し、
   前記山部が突出する方向における前記第１の傾斜面の長さは、前記山部の突出量よりも長く、
   前記第１の傾斜面は、前記山部の基端側から離間する方向にも形成されており、
   前記第２の傾斜面は、前記谷部の基端側に配置され、前記第１の傾斜面と等しい傾斜角度とされた第１の面と、前記谷部の先端側に配置され、前記第１の面とは異なる傾斜角度とされ、かつ前記第１の面よりも面積の大きい第２の面と、を含むことを特徴とする船舶用プロペラ。
2. 推進軸の後端に配置されるハブと、船首側に位置する負圧面、及び該負圧面の反対側に配置され、船尾側に位置する正圧面を含み、かつ前記ハブの周方向に固定された複数の翼と、を有する船舶用プロペラであって、
   前記複数の翼は、翼本体と、
   前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、
   を含み、
   前記山部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜する第１の傾斜面を有し、
   前記谷部は、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜する第２の傾斜面を有し、
   前記第１の傾斜面は、前記山部の突出量よりも長さが短い１つの傾斜面のみで構成され、前記山部の一部に配置されることを特徴とする船舶用プロペラ。
3. 推進軸の後端に配置されるハブと、船首側に位置する負圧面、及び該負圧面の反対側に配置され、船尾側に位置する正圧面を含み、かつ前記ハブの周方向に固定された複数の翼と、を有する船舶用プロペラであって、
   前記複数の翼は、翼本体と、
   前記翼本体の後縁部に設けられ、かつ該翼本体の後縁部の延在方向に対して、山部と、谷部と、が交互に配置されたセレーションと、
   を含み、
   前記山部は、前記負圧面側に配置され、前記負圧面から前記正圧面に向かう方向に傾斜する第１の傾斜面を有し、
   前記谷部は、前記正圧面側に配置され、前記正圧面から前記負圧面に向かう方向に傾斜する第２の傾斜面を有することを特徴する船舶用プロペラ。
4. 前記翼本体は、軽量素材を含む材料で構成されており、
   前記複数の翼は、前記翼本体の後縁部の延在方向に沿うように、前記翼本体の後縁部に設けられ、前記軽量素材を含む材料よりも比重の大きい材料で構成されたウェイト部材を有し、
   前記セレーションは、前記ウェイト部材に設けることを特徴とする請求項１記載の船舶用プロペラ。
5. 前記軽量素材は、繊維強化プラスチック複合材料であることを特徴とする請求項４記載の船舶用プロペラ。
6. 前記翼本体の表面、及び前記ウェイト部材の表面を保護するコーティング層を有することを特徴とする請求項４または５記載の船舶用プロペラ。
7. 前記コーティング層は、耐水性及び耐食性を有する層であることを特徴とする請求項６記載の船舶用プロペラ。
8. 前記翼本体は、補強部材と、該補強部材を被覆する外部材と、を有しており、
   前記補強部材は、前記翼本体の強度を確保可能で、かつ軽量な材料で構成されており、
   前記外部材は、前記繊維強化プラスチック複合材料で構成されていることを特徴とする請求項５記載の船舶用プロペラ。

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