JPS62503163A - 調整可能な折りたたみプロペラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 調整可能な折りたたみプロペラ この発明は折りたたみ羽根を存するスクリュプロペラであり、かつ補助推進のた めのエンジンを備えた帆船の使用に意図された、いわゆる折りたたみプロペラに 関するものである。

羽根がハブにヒンジで取付けられ□、かつ船がエンジンによってプロペラを回転 するとき駆動軸に直角あるいはほとんど直角の通常位置にとられるが、船がエン ジンの止まった状態で帆だけを用いているとき水圧によってたたまれる帆船プロ ペラは長い間折りたたみプロペラの名前でよく知られていた。プロペラ羽根を折 りたたむ有利さは、停止しているプロペラあるいはそのまわりを通過する流体に よってごくわずかに駆動されるプロペラへの相対的に高い抵抗を避けることであ る。

折りたたみプロペラのほとんどすべてのタイプのヒンジで取付けられた羽根は、 その羽根の位置を休止時の位置から動作位置および逆もまた同様にそれらが移動 する時、同一とすることを確実にするために互いに同じような方法で機械的に接 続される。これは大変重要なことである、なぜなら羽根の異なった位置はプロペ ラのバランスずれをもたらし、したがって危険な振動力を引き起こすであろうが らである。羽根の同一移動を確実にするための最も共通な方法は、羽根のハブ端 にはめば歯車の扇形を配置することである。羽根がそのハブにヒンジで取付けら れる軸は、はめば歯車の扇形が互いにかみ合うかあるいは共通のはめば軸でかみ 合うような方法で配置される。１つの羽根の移動はそれで他の１つの羽根あるい は他の複数の羽根の同じ動きを引き起こすであろう。

しかしながらこの形式の折りたたみ羽根に関連して多くの不利がある。エンジン が始動したとき遠心力がその羽根を休止の位置から駆動軸に直角な位置へ移動し 、そして羽根上の動水力学的力がそれらを回転の方向に従って前方あるいは後方 のいずれかに押すように働くことになるであろう。動作状態における羽根の成る 位置はプロペラが帆船を前方に動かしているとき、その羽根をより前方へ動かさ ないようにストッパを配置することによってたやすく得ることができる。しかし ながら同じような配置はプロペラが帆船を後方に動かさねばならないとき無理が ある。動水力学的力はそのときプロペラをたたむように努められ、羽根は１つの 羽根の遠心力が動水力学的力に比較して大きいならば推進に適した位置にまだ残 っているであろう。不幸なことに全後進状態において羽根が駆動軸に直角あるい はほとんど直角に残るように重くすることは実用的な理由から困難である。そし て羽根の最終位置はそれゆえ遠心力と動水力学的力が互いに釣り合った位置とな るであろう。この釣り合いの位置は完全には決定されない、なぜならそれはプロ ペラ羽根の幾何学的形状および動水力学的作動状態によって強く影響されるから である。羽根の傾きに基づく最大径より小さいプロペラの仮想径は、それ故非常 に小さくなり結果としてプロペラの性能が減じられる。

さらに、羽根の端部におけるはめげ歯車の扇形を製造することはたやすくはない 。そしてそれらを十分に強く作ることは困難である。それらはそれゆえ破損およ び酷い摩耗にさらされ、羽根はその結果廃棄されることになるであろう。

この発明による折りたたみプロペラは、休止位置から作動位置へ約５６°羽根が 展開することのみ許容する調整装置および並んで位置され互いに少しは相殺する １枚の羽根につき２枚の歯のみよりなるはめば歯車機構を特徴とする。

互いの歯の片面のみが用いられ、１枚の羽根の２枚の歯にとってはそれは反対側 となるであろう。

遠心力は駆動軸が回転したとき作動位置から羽根を押出すであろう。羽根のヒン ジで取付けられた軸のまわりの遠心力の回転モーメントは、簡単かつ周知の物理 および幾何学的法則に従って休止位置から羽根が４５゛の方向になったとき最大 となるが、羽根が約６０°の方向になったとき大きく減じられる。しかしながら 、プロペラの動水力学的活動はその角度は９０’であり、かつプロペラの仮想径 ができるだけ大きいときが最適条件であるが、羽根の展開角度が６０°未満とな るとき大きく減じられる。効率の良い動水力学的性能と後方へ向かうときの調整 装置に対しての作動位置に止まる能力との間の優れた妥協は、それゆえ約６０° の角度が作動位置に選ばれたとき達成される。

羽根間のはめば歯車の接続は前述のように１枚の羽根につき１つの歯のみでなさ れ、この歯は連続的に反対面の歯車の歯に噛み合う。しかしながら、１組の対応 する歯の組のみのはめば歯車は、１つの軸から他の軸へ伝達されねばならないト ルクが互いに対して２つの歯を押圧するならば互いに止まっているのみであろう 。それゆえ、トルクおよび伝達力の方向に無関係に固定された接合が要求される ならば、第１の組以外に、しかし反対方向に向けられた同じような１組の歯を配 置することが必要である。

１組の歯のみでかみ合ったはめば歯車の接合は制限された作動角度を有するであ ろう。上述の６０”の作動角度はそれゆえわずかに減じられて機構の設計をたや すくするために約５６°に減じられる。

この発明によるプロペラは多くの有利さを有する。すなわち、 一最少の材料が羽根に用いられることができる、なぜならそれらはプロペラを広 げるための遠心力の能力が最大となる位置に固定されるからである。

一固定羽根のプロペラのような性能が達成される、なぜなら羽根が前進時のとき と同じような位置に後進時に残っているからである。

−噛み合う歯の数は互いの展開される方向に対して羽根につき１枚に減じられ、 そして歯の一面のみが用いられる。

それゆえ歯の厚さにとっての要求はなく、それでそれらは製造をたやすくする簡 単で粗い形状を与えられ、そして低強度な材料の使用を許容できる。

この発明による折りたたみプロペラは、その最も簡単な形において周知の形式と は２つの点で大きく異なっている。

１つは前進および後進の推進時において羽根が固定される角度位置であり、第２ は歯の片面のみが使用されるという特別なはめば歯車機構を用いている羽根の接 合である。しかしながら、この発明によれば歯の表面に円弧形状を与えることが 有利な点であるかもしれない。これは通常用いられる展開されたカーブに理論的 にはよく近似するが、歯の一面のみを用いるというこの場合において円柱表面の 作動部分を自由にするような方法で固定される円柱によって、歯に置き換えるこ とがさらに可能となるであろう。

さらにこの発明によれば、プロペラ羽根を分離して製造することおよびそれらを 羽根の長手軸において配置されるビンによってハブ機構に接続することが可能で ある。このように達成された異なる部分の分離はプロペラの製造をたやすくかつ 安価にするであろうし、広範な摩耗あるいは損傷の場合一部を取替えることを可 能とし、その結果そのプロペラの全体の廃棄を避けることができるであろう。

最後にこの発明によれば、羽根を羽根がそのまわりで回転するような方法でハブ 機構に接続するために前述のビンを配置することに有利さががあるであろう。各 々のビンはそれでボルトによってノ１ブ機構に固定されるが、ボルトはそれを外 すとき羽根を約１５°回転させる。これはプロペラ径の約０．５倍とプロペラ径 の約１．２倍との間のプロペラ羽根のピッチの変更に合致する。これはヨツトの プロペラのために使用される通常のピッチ間隔である。このようにプロペラをボ ートの速度およびエンジンのノ々ワーおよび回転数に適応するように調整するこ とができる。

図は以下のとおりこの発明による調整可能な折りたたみプロペラを示す。

第１図はエンジンを使用しての前進および後進の推進時におけるプロペラを示す 。

第２図はエンジンが停止しボートが帆を使用して推進しているときの休止時のプ ロペラを示す。

第３図は二重接合の一部分については完全に描き、他の部分については破線で示 し、そして歯として動作する４本の円柱の位置は一点鎖線で示した羽根の特別な はめば歯車の接合の原理を示す。

第４図はプロペラのハブを示す。

第５図は羽根が接続される／−ブ機構の部分を示す。

第６図はハブの一部が機構を表わすために取り除かれ、かつ隠れた形状が上方の 羽根のみのために破線とされるプロペラの組立図を示す。

プロペラは２枚の羽根１よりなり、各々は互いに直接羽根と製造されあるいはそ の場所にねじ込まれる端部における円筒状のビン２を有している。ビンはハブ機 構の移動部分６における穴５を通してボルト４によって穴３に固定される。これ らの移動部分はシャフト８によってハブ７の固定部に接続され、シャフト８はね じ９によってしつかり締付けられる。ハブ機構の移動部分は並んで位置される２ つのはめば歯車の接続によって互いに接合される。各々のはめば歯車の接続は各 々の歯の１つの歯の面１０のみよりなる。図示された場合において、歯は／翫ブ 機構の移動部分の厚さの半分に等しい長さの円筒１１によって形作られる。

この円柱は移動部分において穴１２によって設置されろう付け、あるいはその他 の方法で固定されてもよい。休止時あるいは動作時の位置に対応する移動のため の調整装置は表面１３および１４によってなされる。

国際調査報告

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．羽根が停止時に対しエンジンを使用して前進および後進に推進する間、それ らが折りたたまれた位置から前方に約４０〜７０°に回転する位置に拡げるられ るであろうようにハブ７にヒンジで止められる羽根を有した、折りたたみプロペ ラ。この折りたたまれた位置は羽根１がプロペラ軸の後方方向に向かう帆を使用 するときの前方推進力に合致する。
2. ２．相異なった羽根１の一定の動作は、並んで位置される２組のはめば歯車より なるはめば歯車機構によって制御される、請求の範囲第１項記載の折りたたみプ ロペラ。各々のはめば歯車は１つの歯のみの表面１０を使用し、かつこれははめ ば歯車に対応する歯に一定状態で噛み合う。並んで位置される２つの歯の表面１ ０は反対方向に向かっている。
3. ３．歯の表面１０は円弧形状が与えられている、請求の範囲第２項記載の折りた たみプロペラ。
4. ４．歯はろう付けあるいは他の方法によってハブ７機構に固定される円柱１１か ら作られる、請求の範囲第３項記載の折りたたみプロペラ。
5. ５．プロペラのピッチがヨットプロペラのために当てられたある制限内にピン軸 のまわりに羽根１を回転することによって調整されるように、羽根１の長手軸に おいてハブ７端部に位置するピン２によってハブ７機構に接続される分離されて 製造された羽根を有する、請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載 の折りたたみプロペラ。