JP7222531B2 - marine propeller - Google Patents
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Description
本発明は、船舶用プロペラに関する。 The present invention relates to marine propellers.
従来より、繊維強化プラスチック製のブレードを採用した船舶用プロペラが知られている(特許文献1及び特許文献2参照)。かかる船舶用プロペラは、ボスの溝部にブレードの基部を挿入して構成される。
2. Description of the Related Art Propellers for ships employing fiber-reinforced plastic blades have been known (see
このような船舶用プロペラは、ブレードに大きな荷重か掛かると、ブレードが変形してピッチ角が小さくなる。例えば、加速時や曳航時のほか荒天に起因してブレードに大きな荷重が掛かると、ブレードが変形してピッチ角が小さくなる。また、船体後方におけるウェイクの速度差に起因してブレードに大きな荷重が掛かると、ブレードが変形してピッチ角が小さくなる。このため、エンジンに過大な負荷が掛かるのを防ぐことができ、かつキャビテーションの発生を抑えることができるのである。 In such a marine propeller, when a large load is applied to the blades, the blades are deformed and the pitch angle becomes small. For example, when a large load is applied to the blade during acceleration, towing, or due to rough weather, the blade deforms and the pitch angle becomes smaller. Further, when a large load is applied to the blade due to the wake speed difference behind the hull, the blade is deformed and the pitch angle becomes small. Therefore, it is possible to prevent an excessive load from being applied to the engine and suppress the occurrence of cavitation.
ところで、船舶用プロペラが回転している際には、ブレードを押し倒そうとするモーメントがはたらくこととなる。つまり、船舶用プロペラが回転している際には、ブレードの前進面に大きな荷重が掛かるため、ブレードを前方へ押し倒そうとするモーメントがはたらくこととなる。そのため、ボスの溝部を構成している内壁面に局所的に荷重が掛かり、ボスの溝部近傍における応力が大きくなってしまうという問題があった。また、ブレードの基部を構成している外壁面にも局所的に荷重が掛かり、この部分における接触圧力が大きくなってしまうという問題もあった。 By the way, when the marine propeller is rotating, a moment acts to push down the blades. In other words, when the marine propeller is rotating, a large load is applied to the advancing surface of the blade, and a moment acts to push the blade forward. Therefore, there is a problem that a load is applied locally to the inner wall surface forming the groove of the boss, and the stress in the vicinity of the groove of the boss increases. In addition, there is also the problem that the outer wall surface forming the base of the blade is also locally loaded, and the contact pressure at this portion increases.
ここで、図11から図13を用いて、従来の船舶用プロペラにおける問題点について詳しく説明する。これらの図は、ボス6とブレード7の計算用モデルを組み合わせたものである(ボス6の溝部61にブレード7の基部71を挿入したものである)。これらの図には、船舶用プロペラの回転方向を矢印Rにて示している。また、これらの図には、ブレード7を押し倒そうとするモーメントを矢印Mにて示している。
Here, the problems in conventional marine propellers will be described in detail with reference to FIGS. 11 to 13. FIG. These figures are a combination of calculation models of the
従来の船舶用プロペラにおいて、ボス6の溝部61は、いわゆるアリ溝であって、径方向外側へ向かうにつれて両側の内壁面61sが徐々に近づくテーパ断面形状となっている。ブレード7の基部71は、いわゆるアリであって、径方向外側へ向かうにつれて両側の外壁面71sが徐々に近づくテーパ断面形状となっている。船舶用プロペラは、ボス6の溝部61にブレード7の基部71を挿入して構成される。
In a conventional marine propeller, the
前述したように、船舶用プロペラが回転している際には、ブレード7を押し倒そうとするモーメントがはたらくこととなる(図11の矢印M参照)。ブレード7を押し倒そうとするモーメントがはたらいた場合、ブレード7の固定部分である基部71には、これを回転させようとする大きな荷重が作用する。すると、基部71を拘束している溝部61の両側の内壁面61sにも大きな荷重が作用する。
As described above, when the marine propeller is rotating, a moment acts to push down the blades 7 (see arrow M in FIG. 11). When a moment acts to push down the
具体的に説明すると、傾倒方向側(船舶用プロペラの反回転方向側)の内壁面61sには、この内壁面61sにおける径方向外側部分に大きな荷重F1が掛かることとなる。このため、当該部分は、荷重F1に押され、かつ内壁面61sに沿って基部71が滑り込もうとする動きにより、径方向外側へ押し上げられる(図11の二点鎖線参照)。従って、この部分における変位が大きくなり(図12の(A)における領域D1参照)、ひいては応力が大きくなってしまうという問題があった(図12の(B)における領域S1参照)。また、荷重F1が溝部61の溝幅寸法Wを広げようとするので、内壁面61sと底壁面61tをつなぐ湾曲部分においても応力が大きくなってしまうという問題があった(図12の(B)における領域S2参照)。
Specifically, a large load F1 is applied to the radially outer portion of the
更に、ブレード7の基部71に着目すると、基部71の傾倒方向側(船舶用プロペラの反回転方向側)の外壁面71sには、作用反作用の法則に基づいて荷重F1に対向する荷重F2が掛かることとなる。従って、この部分における接触圧力が大きくなってしまうという問題もあった(図13の(B)における領域P1参照)。
Further, when focusing on the
他方、反傾倒方向側(船舶用プロペラの回転方向側)の内壁面61sには、この内壁面61sにおける径方向内側部分に大きな荷重F3が掛かることとなる。このため、当該部分は、荷重F3に押され、かつ内壁面61sに沿って基部71が滑り出ようとする動きにより、径方向外側へ押し上げられる(径方向外側へずり変形が生じる:図11の二点鎖線参照)。従って、この部分における変位が大きくなり(図12の(A)における領域D3参照)、ひいては応力が大きくなってしまうという問題があった(図12の(B)における領域S3参照)。また、荷重F3が溝部61の溝幅寸法Wを広げようとするので、内壁面61sと底壁面61tをつなぐ湾曲部分においても応力が大きくなってしまうという問題があった(図12の(B)における領域S4参照)。
On the other hand, a large load F3 is applied to the radially inner portion of the
更に、ブレード7の基部71に着目すると、基部71の反傾倒方向側(船舶用プロペラの回転方向側)の外壁面71sには、作用反作用の法則に基づいて荷重F3に対向する荷重F4が掛かることとなる。従って、この部分における接触圧力が大きくなってしまうという問題もあった(図13の(B)における領域P2参照)。
Further, focusing on the
ボスの溝部にブレードの基部を挿入して構成される船舶用プロペラであって、ボスの溝部近傍における応力を低減でき、更にはブレードの基部表面における接触圧力を低減できる船舶用プロペラを提供する。 To provide a marine propeller constructed by inserting a base of a blade into a groove of a boss, capable of reducing stress in the vicinity of the groove of the boss and reducing contact pressure on the surface of the base of the blade.
第一の発明は、
外周面に溝部が形成されたボスと、
一端側に基部が形成されたブレードと、を備え、
前記ボスの溝部に前記ブレードの基部を挿入して構成される船舶用プロペラであって、
前記ボスの溝部を構成している内壁面に突出部が設けられて前記ブレードの基部の挿入方向に沿って延びており、
前記ブレードの基部を構成している外壁面に陥没部が設けられて当該ブレードの基部の挿入方向に沿って延びており、
前記ボスの溝部に前記ブレードの基部を挿入すると前記突出部と前記陥没部が嵌合した状態となり、
前記突出部の頂点とその両斜面及び陥没部の底点とその両斜面が互いに接して隙間を生じないように嵌合している、ものである。
The first invention is
a boss having a groove formed on its outer peripheral surface;
a blade having a base formed on one end side,
A marine propeller configured by inserting the base of the blade into the groove of the boss,
a protrusion is provided on the inner wall surface forming the groove of the boss and extends along the insertion direction of the base of the blade;
An outer wall surface constituting the base of the blade is provided with a recessed portion extending along the insertion direction of the base of the blade,
When the base of the blade is inserted into the groove of the boss, the protrusion and the depression are engaged with each other , and
The apex of the protruding portion and both slanted surfaces thereof and the bottom point of the recessed portion and both slanted surfaces thereof are fitted to each other so as not to form a gap.
第二の発明は、第一の発明に係る船舶用プロペラにおいて、
前記突出部の頂点よりも径方向外側の前記内壁面が径方向外側へ向かうにつれて溝幅寸法を広げる方向に傾斜しており、
前記陥没部の底点よりも径方向外側の前記外壁面が径方向外側へ向かうにつれて基部厚寸法を広げる方向に傾斜しており、
前記内壁面と前記外壁面が接した状態となる、ものである。
A second invention is a marine propeller according to the first invention,
the inner wall surface radially outward of the apex of the protrusion is inclined in the direction of widening the groove width dimension toward the radially outer side,
the outer wall surface radially outward of the bottom point of the recessed portion is inclined in a direction in which the thickness of the base increases as it extends radially outward;
The inner wall surface and the outer wall surface are in contact with each other.
第三の発明は、第一又は第二の発明に係る船舶用プロペラにおいて、
前記突出部の頂点よりも径方向内側の前記内壁面が径方向内側へ向かうにつれて溝幅寸法を広げる方向に傾斜しており、
前記陥没部の底点よりも径方向内側の前記外壁面が径方向内側へ向かうにつれて基部厚寸法を広げる方向に傾斜しており、
前記内壁面と前記外壁面が接した状態となる、ものである。
A third invention is a marine propeller according to the first or second invention,
The inner wall surface radially inner than the vertex of the protrusion is inclined in the direction of widening the groove width dimension as it goes radially inward,
The outer wall surface radially inner than the bottom point of the depressed portion is inclined in a direction in which the thickness of the base increases as it goes radially inward,
The inner wall surface and the outer wall surface are in contact with each other.
第四の発明は、第一から第三のいずれかの発明に係る船舶用プロペラにおいて、
前記内壁面の外縁と前記外壁面の外縁が一致するとともに当該外壁面の外縁から湾曲部が形成されて翼体部につながっている、ものである。
A fourth invention is a marine propeller according to any one of the first to third inventions,
The outer edge of the inner wall surface is aligned with the outer edge of the outer wall surface, and a curved portion is formed from the outer edge of the outer wall surface and connected to the wing body.
第一の発明に係る船舶用プロペラは、ボスの溝部を構成している内壁面に突出部が設けられてブレードの基部の挿入方向に沿って延びている。また、ブレードの基部を構成している外壁面に陥没部が設けられてブレードの基部の挿入方向に沿って延びている。そして、ボスの溝部にブレードの基部を挿入すると突出部と陥没部が嵌合した状態となる。かかる船舶用プロペラによれば、ブレードを押し倒そうとするモーメントがはたらき、ボスの溝部を構成している内壁面に局所的に荷重が掛かっても、ボスの溝部近傍における応力を低減することが可能となる。また、ブレードの基部を構成している外壁面に局所的に荷重が掛かっても、ブレードの基部表面における接触圧力を低減することが可能となる。 In the marine propeller according to the first aspect of the invention, the protrusion is provided on the inner wall surface forming the groove of the boss and extends along the insertion direction of the base of the blade. Further, a depression is provided in the outer wall surface forming the base of the blade and extends along the insertion direction of the base of the blade. When the base of the blade is inserted into the groove of the boss, the protruding portion and the recessed portion are engaged. According to such a marine propeller, even if a moment acts to push down the blade and a load is locally applied to the inner wall surface forming the groove of the boss, the stress in the vicinity of the groove of the boss can be reduced. It becomes possible. Moreover, even if a load is locally applied to the outer wall surface forming the base of the blade, it is possible to reduce the contact pressure on the surface of the base of the blade.
第二の発明に係る船舶用プロペラは、突出部の頂点よりも径方向外側の内壁面が径方向外側へ向かうにつれて溝幅寸法を広げる方向に傾斜している。また、陥没部の底点よりも径方向外側の外壁面が径方向外側へ向かうにつれて基部厚寸法を広げる方向に傾斜している。そして、内壁面と外壁面が接した状態となる。かかる船舶用プロペラによれば、内壁面の径方向外側部分に荷重が掛かっても、ボスの溝部近傍における応力を低減することが可能となる。また、外壁面の径方向外側部分に荷重が掛かっても、ブレードの基部表面における接触圧力を低減することが可能となる。 In the marine propeller according to the second aspect of the invention, the inner wall surface on the radially outer side of the apex of the protruding portion is inclined in the direction of increasing the groove width dimension toward the radially outer side. Further, the outer wall surface radially outward of the bottom point of the depressed portion is inclined in the direction of increasing the thickness of the base portion toward the radially outer side. Then, the inner wall surface and the outer wall surface are brought into contact with each other. According to such a marine propeller, even if a load is applied to the radially outer portion of the inner wall surface, it is possible to reduce the stress in the vicinity of the groove portion of the boss. Moreover, even if a load is applied to the radially outer portion of the outer wall surface, it is possible to reduce the contact pressure on the base surface of the blade.
第三の発明に係る船舶用プロペラは、突出部の頂点よりも径方向内側の内壁面が径方向内側へ向かうにつれて溝幅寸法を広げる方向に傾斜している。また、陥没部の底点よりも径方向内側の外壁面が径方向内側へ向かうにつれて基部厚寸法を広げる方向に傾斜している。そして、内壁面と外壁面が接した状態となる。かかる船舶用プロペラによれば、内壁面の径方向内側部分に荷重が掛かっても、ボスの溝部近傍における応力を低減することが可能となる。また、外壁面の径方向内側部分に荷重が掛かっても、ブレードの基部表面における接触圧力を低減することが可能となる。 In the marine propeller according to the third aspect of the invention, the inner wall surface radially inward of the apex of the protruding portion is inclined in the direction of widening the groove width as it goes radially inward. In addition, the outer wall surface radially inward of the bottom point of the depressed portion is inclined in a direction in which the thickness of the base increases as it goes radially inward. Then, the inner wall surface and the outer wall surface are brought into contact with each other. According to such a marine propeller, even if a load is applied to the radially inner portion of the inner wall surface, it is possible to reduce the stress in the vicinity of the groove portion of the boss. Moreover, even if a load is applied to the radially inner portion of the outer wall surface, it is possible to reduce the contact pressure on the base surface of the blade.
第四の発明に係る船舶用プロペラは、内壁面の外縁と外壁面の外縁が一致するとともに外壁面の外縁から湾曲部が形成されて翼体部につながっている。かかる船舶用プロペラによれば、翼体部の剛性が高まるので、内壁面に局所的な荷重が掛かるのを抑え、ボスの溝部近傍における応力を確実に低減することが可能となる。また、翼体部の剛性が高まるので、外壁面に局所的な荷重が掛かるのを抑え、ブレードの基部表面における接触圧力を確実に低減することが可能となる。 In a ship propeller according to a fourth aspect of the invention, the outer edge of the inner wall surface and the outer edge of the outer wall surface are aligned, and a curved portion is formed from the outer edge of the outer wall surface to connect to the wing body. According to such a marine propeller, since the rigidity of the wing body portion is increased, it is possible to suppress the local load from being applied to the inner wall surface and to reliably reduce the stress in the vicinity of the groove portion of the boss. In addition, since the rigidity of the blade body portion is increased, it is possible to suppress the local load from being applied to the outer wall surface and to reliably reduce the contact pressure on the base surface of the blade.
まず、図1から図6を用いて、本願の発明に係る船舶用プロペラ1について簡単に説明する。本願において、「径方向内側」とは、船舶用プロペラ1の回転軸Aに垂直に近づく方向を意味し、「径方向外側」とは、船舶用プロペラ1の回転軸Aから垂直に遠ざかる方向を意味する。
First, a
船舶用プロペラ1は、エンジンの駆動力を推進力に変換するものである。船舶用プロペラ1は、主にボス2とブレード3とリテーナ4を備えている。なお、船舶用プロペラ1は、いわゆる四枚翼プロペラであるが、これに限定するものではない。また、船舶用プロペラ1は、いわゆるハイスキュープロペラであるが、これに限定するものでもない。
The
ボス2は、プロペラシャフトに取り付けられる。ボス2は、金属製(例えばアルミニウム青銅)の形成物に切削加工などを加えて作成される。ボス2は、その外周面に溝部21が形成されている。溝部21は、回転軸Aを中心として右方へ旋回する螺旋形状となっている。溝部21は、いわゆるアリ溝であって、後述する突出部22を考慮しなければ、径方向外側へ向かうにつれて両側の内壁面21sが徐々に近づくテーパ断面形状となっている(図7の(A)における二点鎖線参照)。また、ボス2には、後端面2rから前方へ向けて四つのボルト穴23が設けられている。それぞれのボルト穴23は、各溝部21の開口端に対して左側近傍(回転軸Aを中心とする左旋回側近傍)に設けられている。
ブレード3は、ボス2に取り付けられる(図5参照)。ブレード3は、繊維強化プラスチック製(例えば炭素繊維強化プラスチック)の形成物に表面加工などを加えて作成される。ブレード3は、その一端側に基部31が形成されている。基部31は、ボス2の溝部21と同様に右方へ旋回する螺旋形状となっている。基部31は、いわゆるアリであって、後述する陥没部32を考慮しなければ、他端側(ボス2にブレード3を取り付けた状態では径方向外側)へ向かうにつれて両側の外壁面31sが徐々に近づくテーパ断面形状となっている(図7の(B)における二点鎖線参照)。また、ブレード3には、基部31と一体的に翼体部33が形成されている。翼体部33は、一般的な翼形状よりも後退角が大きくなっている。
A
リテーナ4は、ボス2に取り付けられる(図6参照)。リテーナ4は、金属製(例えばアルミニウム青銅)の形成物に切削加工などを加えて作成される。リテーナ4は、中央に穴41が開いた円環形状となっている。また、リテーナ4には、その後端面4rから前方へ突き抜ける四つのボルト挿通穴43が設けられている。それぞれのボルト挿通穴43は、リテーナ4を取り付ける際にボルト穴23に重なる位置に設けられている。それぞれのボルト挿通穴43は、ボルト44の頭部が収まる大径穴部とボルト44の軸部が収まる小径穴部がつながった形状となっている。従って、ボルト44を用いてリテーナ4を取り付けても、リテーナ4の後端面4rからボルト44の頭部が突き出ない。なお、リテーナ4には、その後端面4rから前方へ向けて複数のボルト穴45が設けられている。これらのボルト穴45は、図示しないキャップを取り付ける際に利用される。
The
次に、図7を用いて、本船舶用プロペラ1の特徴的な部分について説明する。図7は、コンピュータによるシミュレーションに用いたボス2とブレード3の計算用モデルを示している。これらの計算用モデルは、シミュレーションの結果に対して信頼を得られる程度に簡略化されている。
Next, with reference to FIG. 7, a characteristic part of the
本船舶用プロペラ1は、ボス2の溝部21を構成している内壁面21sに突出部22が設けられている。突出部22は、内壁面21sにおける最も径方向外側にある点(以降「外縁Pa」とする)を通り、内壁面21sと底壁面21tをつなぐ湾曲部分に接する線(二点鎖線参照)に対して隆起している部分である。そして、突出部22は、基部31の挿入方向に沿って延びている。そのため、突出部22は、連続的に円弧状に延びる凸形状として表れる(図5参照)。但し、突出部22の詳細な形状について限定するものではない。
In this
他方、本船舶用プロペラ1においては、ブレード3の基部31を構成している外壁面31sに陥没部32が設けられている。陥没部32は、外壁面31sにおける最も径方向外側にある点(以降「外縁Pb」とする)を通り、外壁面31sと底壁面31tをつなぐ湾曲部分に接する線(二点鎖線参照)に対して陥没している部分である。そして、陥没部32は、基部31の挿入方向に沿って延びている。そのため、陥没部32は、連続的に円弧状に延びる凹形状として表れる(図5参照)。但し、陥没部32の詳細な形状について限定するものではない。
On the other hand, in this
このようにすることで、ボス2の溝部21にブレード3の基部31を挿入すると突出部22と陥没部32が嵌合した状態となる(図5参照)。このとき、突出部22の頂点22pとその両斜面及び陥没部32の底点32bとその両斜面が互いに接して隙間を生じない。また、ボス2の溝部21にブレード3の基部31を挿入した状態においては、ボス2の後端面2rから基部31の後端面31rが僅かに突出するように設計されている(図6参照)。そのため、リテーナ4を取り付けると、ブレード3の基部31を適宜な荷重で押し込むこととなる。こうして、ボス2に対してブレード3がガタつくことなく、完全に固定されるのである。
By doing so, when the
次に、図7から図10を用いて、本船舶用プロペラ1の特徴的な部分を説明し、その効果について述べる。これらの図は、ボス2とブレード3の計算用モデルを組み合わせたものである(ボス2の溝部21にブレード3の基部31を挿入したものである)。これらの図には、船舶用プロペラ1の回転方向を矢印Rにて示している。また、これらの図には、ブレード3を押し倒そうとするモーメントを矢印Mにて示している。
Next, with reference to FIGS. 7 to 10, the characteristic parts of the
前述したように、船舶用プロペラ1が回転している際には、ブレード3を押し倒そうとするモーメントがはたらくこととなる。ブレード3を押し倒そうとするモーメントがはたらいた場合、ブレード3の固定部分である基部31には、これを回転させようとする大きな荷重が作用する。すると、基部31を拘束している溝部21の両側の内壁面21sにも大きな荷重が作用する。
As described above, when the
具体的に説明すると、傾倒方向側(船舶用プロペラ1の反回転方向側)の内壁面21sには、この内壁面21sにおける径方向外側部分(頂点22pよりも径方向外側部分:以降「内壁面211」とする)に大きな荷重F1が掛かることとなる。本船舶用プロペラ1においては、突出部22と陥没部32の嵌合により、内壁面21sに沿って基部31が滑り込もうとしないので、内壁面211の近傍部分が押し上げられない。また、内壁面211が垂直に近い大きな角度で荷重F1を受け止めるので、この内壁面211近傍における変位を抑えることができる(図9の(A)における領域D1参照)。従って、この部分における応力を低減することが可能となる(図9の(B)における領域S1参照)。また、内壁面21sと底壁面21tをつなぐ湾曲部分についても応力を低減することが可能となる(図9の(B)における領域S2参照)。
Specifically, the
更に、ブレード3の基部31に着目すると、基部31の傾倒方向側(船舶用プロペラ1の反回転方向側)の外壁面31sには、作用反作用の法則に基づいて荷重F1に対向する荷重F2が掛かることとなる。本船舶用プロペラ1においては、外壁面31s(以降「内壁面311」とする)が垂直に近い大きな角度で荷重F2を受け止めるので、この外壁面311近傍における変位を抑えることができる(図10の(A)における領域D2参照)。このように、本船舶用プロペラ1においては、ブレード3を押し倒そうとするモーメントがはたらいても、ブレード3の基部31における変位を抑えて片当たりを防ぐことができ、ひいては基部31表面における接触圧力を低減できるのである(図10の(B)における領域P1参照)。
Further, focusing on the
他方、反傾倒方向側(船舶用プロペラ1の回転方向側)の内壁面21sには、この内壁面21sにおける径方向内側部分(頂点22pよりも径方向内側部分:以降「内壁面212」とする)に大きな荷重F3が掛かることとなる。本船舶用プロペラ1においては、突出部22と陥没部32の嵌合により、内壁面21sに沿って基部31が滑り出ようとしないので、内壁面212の近傍部分が押し上げられない(径方向外側へずり変形が生じない)。また、内壁面212が垂直に近い大きな角度で荷重F3を受け止めるので、この内壁面212近傍における変位を抑えることができる(図9の(A)における領域D3参照)。従って、この部分における応力を低減することが可能となる(図9の(B)における領域S3参照)。また、内壁面21sと底壁面21tをつなぐ湾曲部分についても応力を低減することが可能となる(図9の(B)における領域S4参照)。
On the other hand, the
更に、ブレード3の基部31に着目すると、基部31の反傾倒方向側(船舶用プロペラ1の回転方向側)の外壁面31sには、作用反作用の法則に基づいて荷重F3に対向する荷重F4が掛かることとなる。本船舶用プロペラ1においては、外壁面31s(以降「内壁面312」とする)が垂直に近い大きな角度で荷重F4を受け止めるので、この外壁面312近傍における変位を抑えることができる(図10の(A)における領域D4参照)。このように、本船舶用プロペラ1においては、ブレード3を押し倒そうとするモーメントがはたらいても、ブレード3の基部31における変位を抑えて片当たりを防ぐことができ、ひいては基部31表面における接触圧力を低減できるのである(図10の(B)における領域P2参照)。
Further, focusing on the
以上のように、本船舶用プロペラ1は、ボス2の溝部21を構成している内壁面21sに突出部22が設けられてブレード3の基部31の挿入方向に沿って延びている。また、ブレード3の基部31を構成している外壁面31sに陥没部32が設けられてブレード3の基部31の挿入方向に沿って延びている。そして、ボス2の溝部21にブレード3の基部31を挿入すると突出部22と陥没部32が嵌合した状態となる。かかる船舶用プロペラ1によれば、ブレード3を押し倒そうとするモーメントがはたらき、ボス2の溝部21を構成している内壁面21sに局所的に荷重が掛かっても、ボス2の溝部21近傍における応力を低減することが可能となる。また、ブレード3の基部31を構成している外壁面31sに局所的に荷重が掛かっても、ブレード3の基部31表面における接触圧力を低減することが可能となる。
As described above, in the
次に、同じく図7から図10を用いて、本船舶用プロペラ1の他の特徴的な部分を説明し、その効果について述べる。ここでは、頂点22pよりも径方向外側の内壁面21sを両側とも「内壁面211」とし、頂点22pよりも径方向内側の内壁面21sを両側とも「内壁面212」とする。また、底点32bよりも径方向外側の外壁面31sを両側とも「外壁面311」とし、底点32bよりも径方向内側の外壁面31sを両側とも「内壁面312」とする。
Next, another characteristic part of the
本船舶用プロペラ1において、内壁面211は、径方向外側へ向かうにつれて溝幅寸法Wを広げる方向に傾斜している。従って、突出部22の頂点22pにおける溝幅寸法Wよりも径方向外側における溝幅寸法Wのほうが大きくなっている。他方、外壁面311は、径方向外側へ向かうにつれて基部厚寸法Tを広げる方向に傾斜している。従って、陥没部32の底点32bにおける基部厚寸法Tよりも径方向外側における基部厚寸法Tのほうが大きくなっている。このため、ボス2の溝部21にブレード3の基部31を挿入すると、内壁面211と外壁面311が隙間なく完全に接することとなる。
In the
このようにしたのは、傾倒方向側(船舶用プロペラ1の反回転方向側)の内壁面211が垂直に近い大きな角度で荷重F1を受け止めるためである。また、外壁面311が垂直に近い大きな角度で荷重F2を受け止めるためである。加えて、傾倒方向側(船舶用プロペラ1の反回転方向側)のみならず、反傾倒方向側(船舶用プロペラ1の回転方向側)にも同様の技術的思想を適用したのは、本船舶用プロペラ1の回転方向に関わらず、効果を奏するためである。但し、傾倒方向側(船舶用プロペラ1の反回転方向側)のみに適用するとしてもよい。
This is because the
以上のように、本船舶用プロペラ1は、突出部22の頂点22pよりも径方向外側の内壁面211が径方向外側へ向かうにつれて溝幅寸法Wを広げる方向に傾斜している。また、陥没部32の底点32bよりも径方向外側の外壁面311が径方向外側へ向かうにつれて基部厚寸法Tを広げる方向に傾斜している。そして、内壁面211と外壁面311が接した状態となる。かかる船舶用プロペラ1によれば、内壁面21sの径方向外側部分(内壁面211)に荷重が掛かっても、ボス2の溝部21近傍における応力を低減することが可能となる。また、外壁面31sの径方向外側部分(外壁面311)に荷重が掛かっても、ブレード3の基部31表面における接触圧力を低減することが可能となる。
As described above, in the
更に、本船舶用プロペラ1において、内壁面212は、径方向内側へ向かうにつれて溝幅寸法Wを広げる方向に傾斜している。従って、突出部22の頂点22pにおける溝幅寸法Wよりも径方向内側における溝幅寸法Wのほうが大きくなっている。他方、外壁面312は、径方向内側へ向かうにつれて基部厚寸法Tを広げる方向に傾斜している。従って、陥没部32の底点32bにおける基部厚寸法Tよりも径方向内側における基部厚寸法Tのほうが大きくなっている。このため、ボス2の溝部21にブレード3の基部31を挿入すると、内壁面212と外壁面312が隙間なく完全に接することとなる。
Furthermore, in the
このようにしたのは、反傾倒方向側(船舶用プロペラ1の回転方向側)の内壁面212が垂直に近い大きな角度で荷重F3を受け止めるためである。また、外壁面312が垂直に近い大きな角度で荷重F4を受け止めるためである。加えて、反傾倒方向側(船舶用プロペラ1の回転方向側)のみならず、傾倒方向側(船舶用プロペラ1の反回転方向側)にも同様の技術的思想を適用したのは、本船舶用プロペラ1の回転方向に関わらず、効果を奏するためである。但し、反傾倒方向側(船舶用プロペラ1の回転方向側)のみに適用するとしてもよい。
This is because the
以上のように、本船舶用プロペラ1は、突出部22の頂点22pよりも径方向内側の内壁面212が径方向内側へ向かうにつれて溝幅寸法Wを広げる方向に傾斜している。また、陥没部32の底点32bよりも径方向内側の外壁面312が径方向内側へ向かうにつれて基部厚寸法Tを広げる方向に傾斜している。そして、内壁面212と外壁面312が接した状態となる。かかる船舶用プロペラ1によれば、内壁面21sの径方向内側部分(内壁面212)に荷重が掛かっても、ボス2の溝部21近傍における応力を低減することが可能となる。また、外壁面31sの径方向内側部分(外壁面312)に荷重が掛かっても、ブレード3の基部31表面における接触圧力を低減することが可能となる。
As described above, in the
最後に、図7と図8を用いて、本船舶用プロペラ1の他の特徴的な部分を説明し、その効果について述べる。
Finally, another characteristic portion of the
本船舶用プロペラ1においては、内壁面21sの外縁Paと外壁面31sの外縁Pbが一致するとともに外壁面31sの外縁Pbから湾曲部34が形成されて翼体部33につながっている。これについても、あらゆる計算用モデルを用いてシミュレーションを行い、その結果として見出された形状といえる。
In the
このように、本船舶用プロペラ1は、内壁面21sの外縁Paと外壁面31sの外縁Pbが一致するとともに外壁面31sの外縁Pbから湾曲部34が形成されて翼体部33につながっている。かかる船舶用プロペラ1によれば、翼体部33の剛性が高まるので、内壁面21sに局所的な荷重が掛かるのを抑え、ボス2の溝部21近傍における応力を確実に低減することが可能となる。また、翼体部33の剛性が高まるので、外壁面31sに局所的な荷重が掛かるのを抑え、ブレード3の基部31表面における接触圧力を確実に低減することが可能となる。
In this way, in the
1 船舶用プロペラ
2 ボス
21 溝部
21s 内壁面
211 内壁面
212 内壁面
22 突出部
22p 頂点
3 ブレード
31 基部
31s 外壁面
311 外壁面
312 外壁面
32 陥没部
32b 底点
33 翼体部
34 湾曲部
A 回転軸
W 溝幅寸法
T 基部厚寸法
Pa 外縁
Pb 外縁
1
Claims (4)
一端側に基部が形成されたブレードと、を備え、
前記ボスの溝部に前記ブレードの基部を挿入して構成される船舶用プロペラであって、
前記ボスの溝部を構成している内壁面に突出部が設けられて前記ブレードの基部の挿入方向に沿って延びており、
前記ブレードの基部を構成している外壁面に陥没部が設けられて当該ブレードの基部の挿入方向に沿って延びており、
前記ボスの溝部に前記ブレードの基部を挿入すると前記突出部と前記陥没部が嵌合した状態となり、
前記突出部の頂点とその両斜面及び陥没部の底点とその両斜面が互いに接して隙間を生じないように嵌合している、
ことを特徴とする船舶用プロペラ。 a boss having a groove formed on its outer peripheral surface;
a blade having a base formed on one end side,
A marine propeller configured by inserting the base of the blade into the groove of the boss,
a protrusion is provided on the inner wall surface forming the groove of the boss and extends along the insertion direction of the base of the blade;
An outer wall surface constituting the base of the blade is provided with a recessed portion extending along the insertion direction of the base of the blade,
When the base of the blade is inserted into the groove of the boss, the protrusion and the depression are engaged with each other , and
The apex of the protrusion and both slopes thereof and the bottom point of the recessed portion and both slopes thereof are in contact with each other and are fitted so as not to form a gap.
A marine propeller characterized by:
前記陥没部の底点よりも径方向外側の前記外壁面が径方向外側へ向かうにつれて基部厚寸法を広げる方向に傾斜しており、
前記内壁面と前記外壁面が接した状態となる、ことを特徴とする請求項1に記載の船舶用プロペラ。 the inner wall surface radially outward of the apex of the protrusion is inclined in the direction of widening the groove width dimension toward the radially outer side,
the outer wall surface radially outward of the bottom point of the recessed portion is inclined in a direction in which the thickness of the base increases as it extends radially outward;
2. A marine propeller according to claim 1, wherein said inner wall surface and said outer wall surface are in contact with each other.
前記陥没部の底点よりも径方向内側の前記外壁面が径方向内側へ向かうにつれて基部厚寸法を広げる方向に傾斜しており、
前記内壁面と前記外壁面が接した状態となる、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の船舶用プロペラ。 The inner wall surface radially inner than the vertex of the protrusion is inclined in the direction of widening the groove width dimension as it goes radially inward,
The outer wall surface radially inner than the bottom point of the depressed portion is inclined in a direction in which the thickness of the base increases as it goes radially inward,
3. A marine propeller according to claim 1, wherein said inner wall surface and said outer wall surface are in contact with each other.
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