JPH0456712B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0456712B2 JPH0456712B2 JP26427687A JP26427687A JPH0456712B2 JP H0456712 B2 JPH0456712 B2 JP H0456712B2 JP 26427687 A JP26427687 A JP 26427687A JP 26427687 A JP26427687 A JP 26427687A JP H0456712 B2 JPH0456712 B2 JP H0456712B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium
- propeller
- boss
- manufacturing
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明はチタンおよびチタン合金製プロペラの
製造方法に関する。 〔従来の技術〕 本発明におけるチタン製プロペラとはチタンま
たはチタン合金で製造されたプロペラをいう。 従来のプロペラ製造法としては、(イ)鋳造法（一
体型）、(ロ)組立法（組立型）等がある。 (イ)の鋳造法により製造されるプロペラは、一体
型に鋳造されたものの製造実績が多く、従来プロ
ペラに使用された材質は高力黄銅、アルミニウム
青銅、ステンレス鋼等である。 また(ロ)の組立法では、羽根材とボス材を別々に
鋳造し、羽根をボスにボルトにて結合する組立型
プロペラ、および可変ピツチプロペラが製造され
ているが、材質は高力黄銅、アルミニウム青銅、
ステンレス鋼等であり、そのプロペラ翼は鋳造に
よつて製造されるものである。 一方、チタンは海水に対する耐食性、および比
強度（強度／比重）においてはこれら従来材より
秀れている金属であるが、プロペラの如く複雑な
三次元形状をしたものは加工が難しく、しかも高
価であることからチタン製プロペラの普及は進ん
でいない。またチタンは高温では活性な金属のた
めに真空鋳造が不可欠のため一体型大型プロペラ
の製造が制限される。 組立型チタン製プロペラ翼も真空鋳造が不可欠
のため組立型大型プロペラの製造が制限され普及
は進んでいない。また実開昭51−1992号公報には
羽根材プロペラ翼を鋳造によつて成形し羽根材の
後進面側に凹部を設け凹部を溶接により蓋をして
中空プロペラを製造する方法が提供されているが
材質は高力黄銅、アルミニウム青銅、ステンレス
鋼である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、以上の事情を鑑みてなされたもので
あり、真空鋳造等大きな設備を必要とせず、大き
さに制的されることのないチタン製のプロペラの
製造方法を提供することを目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは、チタン製プロペ
ラの製造に際し、チタン材より作製した羽根材と
チタン材より作製したボス材、またはチタン材よ
り作製したボスフランジとを溶接加工により組立
ることを特徴とするチタン製プロペラの製造方法
である。 〔作用〕 第１図は本発明のチタン製プロペラ製造方法の
一例を示す工程図である、同図のａではチタン厚
板Ａを羽根材の大きさに粗切断Ｂした後、羽根材
１を開先加工Ｃし、さらに開先面５のルート部に
はピン穴加工およびチタン製ピン３を埋込みＤを
行なつた後、熱間および冷間でネジリ成形Ｅを行
ない羽根材の加工を行なう。 一方、ｂではチタン丸棒Ｆをボス材２に加工す
る工程であり、ボス材中央に軸取り付け用穴加工
Ｇを行つた後、羽根材の取り付け部に沿つて開先
加工および開先面６のルート部にはピン穴加工Ｈ
を行ない、羽根材のピン材をピン穴４に嵌合せし
めた後、開先部をアーク溶接にて接合してチタン
製プロペラＸを組立る。これらは、プロペラの組
立後、歪取り焼鈍を行つた後、プロペラ翼面専用
NC加工機でもつて前進面、後進面を研削してプ
ロペラ製品に仕上げられる。 なお、羽根材およびボス材は、鋳造または鍛造
加工により製造してもよい。 第２図は本発明のもう一つの例のチタンおよび
チタン合金製羽根材の製造方法を示す工程図であ
る。同図ａで前記第１図の場合と同じようにして
羽根材の加工を行なう。一方、ｂではチタン厚Ｉ
をボスフランジＪに変形加工した後、ボスフラン
ジ７を、羽根材の取り付け部に沿つて開先加工
し、さらに開先面６のルート部にはピン穴加工を
行ない羽根材１には、チタン製のピン材３をピン
穴４に嵌合せしめた後、開先部をアーク溶接にて
接合してチタン製羽根Ｋを組立る。図中８は溶接
部を示す。 これらは、プロペラ翼面専用NC加工機をもつ
て前進面、後進面を研削してプロペラ製品に仕上
げられた後、ボスフランジはその後プロペラボス
部に取り付けられてプロペラとなる。なお、より
いつそうの性能向上を目指すならば組立後、歪取
り焼鈍を行えばよい。 第３図は本発明における、羽根材とボス材また
はボスフランジの接合部の開先の詳細図である。
同図において羽根材には溶着量をできるだけ少な
くするための、例えばＪ開先をもうけ開先面のル
ート部にはピン穴４ａを設けそのピン穴４ａにピ
ン３を埋込み、一方、ボス材には中央に軸取り付
け用穴加工を行つた後、開先加工し、ボス材開先
面６にピン穴４の加工を行ない、羽根材のピン３
をボス材のピン穴４に嵌合せしめ羽根材とボス材
とをアーク溶接にて接合する。 開先面にピンを埋め込むのは初層溶接において
裏波が出やすいように適当なギヤツプを設け完全
な突合せ溶接ができるようにしたものであるとと
もに、ボス材に対する、羽根材の取り付けが高精
度（水平度および垂直度）のものが容易に得られ
るように対処したものである。なおピンの埋め込
みボス材側でも羽根材側であつても初層溶接部の
裏波の出かたにはかわらない。 次に本発明の実施例について説明する。 〔実施例〕 実施例 １ 羽根材にJIS Ｈ 4600 ２種TP−35H板厚45mm
材を、ボス材にJIS Ｈ 4600 ３種TP−49H100
mmφを、溶接材料としてはJIS Ｈ 4600 TP
35H 2.0mmφを用いた。 第１表、第２表にそれらの化学成分を示す。
製造方法に関する。 〔従来の技術〕 本発明におけるチタン製プロペラとはチタンま
たはチタン合金で製造されたプロペラをいう。 従来のプロペラ製造法としては、(イ)鋳造法（一
体型）、(ロ)組立法（組立型）等がある。 (イ)の鋳造法により製造されるプロペラは、一体
型に鋳造されたものの製造実績が多く、従来プロ
ペラに使用された材質は高力黄銅、アルミニウム
青銅、ステンレス鋼等である。 また(ロ)の組立法では、羽根材とボス材を別々に
鋳造し、羽根をボスにボルトにて結合する組立型
プロペラ、および可変ピツチプロペラが製造され
ているが、材質は高力黄銅、アルミニウム青銅、
ステンレス鋼等であり、そのプロペラ翼は鋳造に
よつて製造されるものである。 一方、チタンは海水に対する耐食性、および比
強度（強度／比重）においてはこれら従来材より
秀れている金属であるが、プロペラの如く複雑な
三次元形状をしたものは加工が難しく、しかも高
価であることからチタン製プロペラの普及は進ん
でいない。またチタンは高温では活性な金属のた
めに真空鋳造が不可欠のため一体型大型プロペラ
の製造が制限される。 組立型チタン製プロペラ翼も真空鋳造が不可欠
のため組立型大型プロペラの製造が制限され普及
は進んでいない。また実開昭51−1992号公報には
羽根材プロペラ翼を鋳造によつて成形し羽根材の
後進面側に凹部を設け凹部を溶接により蓋をして
中空プロペラを製造する方法が提供されているが
材質は高力黄銅、アルミニウム青銅、ステンレス
鋼である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、以上の事情を鑑みてなされたもので
あり、真空鋳造等大きな設備を必要とせず、大き
さに制的されることのないチタン製のプロペラの
製造方法を提供することを目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするところは、チタン製プロペ
ラの製造に際し、チタン材より作製した羽根材と
チタン材より作製したボス材、またはチタン材よ
り作製したボスフランジとを溶接加工により組立
ることを特徴とするチタン製プロペラの製造方法
である。 〔作用〕 第１図は本発明のチタン製プロペラ製造方法の
一例を示す工程図である、同図のａではチタン厚
板Ａを羽根材の大きさに粗切断Ｂした後、羽根材
１を開先加工Ｃし、さらに開先面５のルート部に
はピン穴加工およびチタン製ピン３を埋込みＤを
行なつた後、熱間および冷間でネジリ成形Ｅを行
ない羽根材の加工を行なう。 一方、ｂではチタン丸棒Ｆをボス材２に加工す
る工程であり、ボス材中央に軸取り付け用穴加工
Ｇを行つた後、羽根材の取り付け部に沿つて開先
加工および開先面６のルート部にはピン穴加工Ｈ
を行ない、羽根材のピン材をピン穴４に嵌合せし
めた後、開先部をアーク溶接にて接合してチタン
製プロペラＸを組立る。これらは、プロペラの組
立後、歪取り焼鈍を行つた後、プロペラ翼面専用
NC加工機でもつて前進面、後進面を研削してプ
ロペラ製品に仕上げられる。 なお、羽根材およびボス材は、鋳造または鍛造
加工により製造してもよい。 第２図は本発明のもう一つの例のチタンおよび
チタン合金製羽根材の製造方法を示す工程図であ
る。同図ａで前記第１図の場合と同じようにして
羽根材の加工を行なう。一方、ｂではチタン厚Ｉ
をボスフランジＪに変形加工した後、ボスフラン
ジ７を、羽根材の取り付け部に沿つて開先加工
し、さらに開先面６のルート部にはピン穴加工を
行ない羽根材１には、チタン製のピン材３をピン
穴４に嵌合せしめた後、開先部をアーク溶接にて
接合してチタン製羽根Ｋを組立る。図中８は溶接
部を示す。 これらは、プロペラ翼面専用NC加工機をもつ
て前進面、後進面を研削してプロペラ製品に仕上
げられた後、ボスフランジはその後プロペラボス
部に取り付けられてプロペラとなる。なお、より
いつそうの性能向上を目指すならば組立後、歪取
り焼鈍を行えばよい。 第３図は本発明における、羽根材とボス材また
はボスフランジの接合部の開先の詳細図である。
同図において羽根材には溶着量をできるだけ少な
くするための、例えばＪ開先をもうけ開先面のル
ート部にはピン穴４ａを設けそのピン穴４ａにピ
ン３を埋込み、一方、ボス材には中央に軸取り付
け用穴加工を行つた後、開先加工し、ボス材開先
面６にピン穴４の加工を行ない、羽根材のピン３
をボス材のピン穴４に嵌合せしめ羽根材とボス材
とをアーク溶接にて接合する。 開先面にピンを埋め込むのは初層溶接において
裏波が出やすいように適当なギヤツプを設け完全
な突合せ溶接ができるようにしたものであるとと
もに、ボス材に対する、羽根材の取り付けが高精
度（水平度および垂直度）のものが容易に得られ
るように対処したものである。なおピンの埋め込
みボス材側でも羽根材側であつても初層溶接部の
裏波の出かたにはかわらない。 次に本発明の実施例について説明する。 〔実施例〕 実施例 １ 羽根材にJIS Ｈ 4600 ２種TP−35H板厚45mm
材を、ボス材にJIS Ｈ 4600 ３種TP−49H100
mmφを、溶接材料としてはJIS Ｈ 4600 TP
35H 2.0mmφを用いた。 第１表、第２表にそれらの化学成分を示す。
【表】
【表】
製造工程としては第１図の如く、チタン厚板Ａ
を羽根材の大きさに粗切断Ｂした後羽根材１を開
先加工Ｃし、さらに開先面５のルート部にはピン
穴加工およびピン３埋込みＤを行なつた後、冷間
でネジリ成形Ｅを行ない羽根材の加工を行なつ
た。一方、チタン丸棒をボス材に加工する工程と
しては、ボス材２の中央に軸取り付け用穴加工Ｇ
を行なつた後、開先加工および開先面５のルート
部にはピン穴加工を行なつた。このようにして得
た羽根材１とボス材２をGTAW溶接にてプロペ
ラを組立製造した。これらは、プロペラ翼面専用
NC加工機でもつて前進面、後進面を研削してプ
ロペラ製品に仕上げた。 その際の溶接条件は溶接電流170〜180A、溶接
電圧12〜13V、溶接速度６〜10cm／minで溶接し
た。 なお、継手性能はプロペラで確認する事ができ
ないので、予め第１表、第２表の供試材および溶
接材料を用い、第４表の溶接条件でもつて隅肉溶
接をおこない、隅肉溶接継手試験を実施したが、
過大な上下脚長差および割れ、ブローホール、溶
け込み不良等の有害と認められる欠陥はなく健全
な継手部であつた。 また、突合せ溶接継手性能試験として、同じ材
料を用い、第３表の条件でもつてGTAW溶接を
実施し、継手性能試験を行つた結果を第５表に示
すが、いずれも優れた材料特性を得ている。
を羽根材の大きさに粗切断Ｂした後羽根材１を開
先加工Ｃし、さらに開先面５のルート部にはピン
穴加工およびピン３埋込みＤを行なつた後、冷間
でネジリ成形Ｅを行ない羽根材の加工を行なつ
た。一方、チタン丸棒をボス材に加工する工程と
しては、ボス材２の中央に軸取り付け用穴加工Ｇ
を行なつた後、開先加工および開先面５のルート
部にはピン穴加工を行なつた。このようにして得
た羽根材１とボス材２をGTAW溶接にてプロペ
ラを組立製造した。これらは、プロペラ翼面専用
NC加工機でもつて前進面、後進面を研削してプ
ロペラ製品に仕上げた。 その際の溶接条件は溶接電流170〜180A、溶接
電圧12〜13V、溶接速度６〜10cm／minで溶接し
た。 なお、継手性能はプロペラで確認する事ができ
ないので、予め第１表、第２表の供試材および溶
接材料を用い、第４表の溶接条件でもつて隅肉溶
接をおこない、隅肉溶接継手試験を実施したが、
過大な上下脚長差および割れ、ブローホール、溶
け込み不良等の有害と認められる欠陥はなく健全
な継手部であつた。 また、突合せ溶接継手性能試験として、同じ材
料を用い、第３表の条件でもつてGTAW溶接を
実施し、継手性能試験を行つた結果を第５表に示
すが、いずれも優れた材料特性を得ている。
【表】
【表】
【表】
第４図にはこのようにして製造したプロペラの
断面図を示す。羽根の開先面のピンおよびボス材
の開先・ピン穴のために溶け込みが十分で欠陥の
ないプロペラが経済的に高能率で得られた。 実施例 ２ 実施例１と同じ工程で第６表に示す6Al−4V−
Ti合金の、羽根材を加工し、一方同合金の厚板
をボスフランジに加工した後、ボスフランジをＪ
開先加工し、さらに開先面のルート部にはピン穴
加工を行ない。羽根材とボスフランジを第２表の
化学成分を示す合金の溶接材料でもつてGTAW
溶接にて羽根を製造した。
断面図を示す。羽根の開先面のピンおよびボス材
の開先・ピン穴のために溶け込みが十分で欠陥の
ないプロペラが経済的に高能率で得られた。 実施例 ２ 実施例１と同じ工程で第６表に示す6Al−4V−
Ti合金の、羽根材を加工し、一方同合金の厚板
をボスフランジに加工した後、ボスフランジをＪ
開先加工し、さらに開先面のルート部にはピン穴
加工を行ない。羽根材とボスフランジを第２表の
化学成分を示す合金の溶接材料でもつてGTAW
溶接にて羽根を製造した。
本発明によれば大型な真空鋳造装置を必要とす
ることなく、寸法に制約されずまた高能率で経済
的に性能が優れ、信頼性、耐久性のあるチタン製
のプロペラを製造することができるようになり産
業上貢献するところ大である。
ることなく、寸法に制約されずまた高能率で経済
的に性能が優れ、信頼性、耐久性のあるチタン製
のプロペラを製造することができるようになり産
業上貢献するところ大である。
第１図ａ，ｂは本発明の製造方法の一例を示す
加工工程図、第２図ａ，ｂは本発明の製造方法の
もう一つの例を示す加工工程図、第３図は羽根材
とボス材の接合部の開先の断面図、第４図は本発
明の方法で製造したチタン製プロペラの接合部の
拡大断面図である。 １……羽根材、２……ボス材、３……ピン、４
……ピン穴、４ａ……ピン穴、５……羽根材開先
面、６……ボス側開先面、７……ボスフランジ、
８……溶接部。
加工工程図、第２図ａ，ｂは本発明の製造方法の
もう一つの例を示す加工工程図、第３図は羽根材
とボス材の接合部の開先の断面図、第４図は本発
明の方法で製造したチタン製プロペラの接合部の
拡大断面図である。 １……羽根材、２……ボス材、３……ピン、４
……ピン穴、４ａ……ピン穴、５……羽根材開先
面、６……ボス側開先面、７……ボスフランジ、
８……溶接部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ チタン製プロペラの製造に際し、チタン材よ
り作製した羽根材とチタン材より作製したボス
材、またはチタン材より作製したボスフランジと
を、溶接加工により組立ることを特徴とするチタ
ン製プロペラの製造方法。 ２ 羽根材はチタン厚板から加工されたものであ
る、特許請求の範囲第１項に記載のチタン製プロ
ペラの製造方法。 ３ ボス材はチタン丸棒より加工、成形されたも
のである特許請求の範囲第１項または第２項に記
載のチタン製プロペラの製造方法。 ４ 溶接加工は開先面にチタン製ピンおよびピン
穴を設けて嵌合した後おこなう特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれに記載のチタン製プロ
ペラの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26427687A JPH01107972A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | チタン製プロペラの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26427687A JPH01107972A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | チタン製プロペラの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107972A JPH01107972A (ja) | 1989-04-25 |
| JPH0456712B2 true JPH0456712B2 (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=17400920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26427687A Granted JPH01107972A (ja) | 1987-10-20 | 1987-10-20 | チタン製プロペラの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107972A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5927443B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2016-06-01 | 株式会社増田酸素工業所 | 船外機用プロペラ |
| KR101600964B1 (ko) * | 2014-05-23 | 2016-03-08 | 대우조선해양 주식회사 | 선박용 프로펠러 |
| KR102358229B1 (ko) * | 2015-06-29 | 2022-02-03 | 대우조선해양 주식회사 | 복합 재료를 이용한 선박용 프로펠러 |
-
1987
- 1987-10-20 JP JP26427687A patent/JPH01107972A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01107972A (ja) | 1989-04-25 |
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