JPH06329084A - 船用の可変直径型プロペラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変直径型プロペラのプロペラボス内部を通
してエンジンの排ガスの水中排気を可能にする。 【構成】 プロペラボス１９の外周に各複数の凹部２５
及びランド部２６を周方向交互に並ばせ、凹部２５には
プロペラブレード３１のボス３１ａと、それを回動可能
に支持すべくプロペラボス１９の軸線と平行に配置され
るブレード軸３２とを収容し、ランド部２６には、それ
を軸方向に貫通して推進機本体１の排気出口１３をプロ
ペラボス１９の後端面に開放する排気路２９を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、推進機本体の支承され
てその後方へ突出するプロペラ軸にプロペラボスを嵌合
して連結し、このプロペラボスには、その軸線を囲み且
つその軸線と平行に配置される複数のブレード軸を介し
て複数のプロペラブレードを、これらがプロペラ直径を
最小にする閉じ位置と最大にする開き位置との間を回動
し得るように取付けた、船用の可変直径型プロペラに関
する。

【０００２】

【従来の技術】かゝる可変直径型プロペラは、例えば米
国特許第3,565,544 号明細書に開示されているように、
既に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】船用のエンジンの排気
方式は、プロペラボスを貫通する排気路を通して排ガス
を水中に放出する水中排気方式と、推進機とは関係なく
配管される排気管を通して排ガスを大気中に放出する大
気排気方式とに大別される。そして、水中排気方式は主
として船外機に適用され、大気排気方式は主として船内
機に適用される。

【０００４】ところで、従来の可変直径式プロペラは主
に船内機に用いられているため、水中排気方式について
全く考慮されていない。

【０００５】そこで、本発明は、エンジンの排ガスの水
中排気を可能にする前記可変直径型プロペラを提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プロペラボスの外周に、各複数の凹部及
びランド部とを周方向交互に並ぶように形成し、凹部に
は、それの前後方向両端壁に支承されたブレード軸に支
持されるプロペラブレードのボスを収容し、ランド部に
は、それを前後方向に貫通して推進機本体の排気出口を
プロペラボスの後端に開放する排気路を設けたことを第
１の特徴とする。

【０００７】また本発明は、上記特徴に加えて、プロペ
ラボスの前端面に、前記排気出口を前記各排気路に連通
する筒状凹部を設けたことを第２の特徴とする。

【０００８】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。先ず、図１において、船のトランサムに装着
される推進機本体１には、図示しないエンジンから駆動
される鉛直配置の駆動軸２と、この駆動軸２に前、後進
歯車機構３を介して連結する水平配置のプロペラ軸４と
が支承され、プロペラ軸４の、推進機本体１から後方へ
突出した部分に可変直径型のプロペラ５が装着される。

【０００９】前、後進歯車機構３は公知のベベルギヤ式
のもので、駆動軸２と平行な切換操作杆６の昇降によ
り、駆動軸２からプロペラ軸４を前進方向に駆動し得る
前進態様と後進方向に駆動し得る後進態様とに切換えら
れる。

【００１０】図２において、推進機本体１の後面に開口
する取付孔７には、プロペラ軸４を支承するための前後
一対のベアリング８，９を保持するベアリングホルダ１
０が嵌合されると共に、それを後方より押えるリングナ
ット１１が螺着される。ベアリングホルダ１０は前部の
ボールベアリング８を保持する大径筒部１０ａと、後部
のニードルベアリング９を保持する小径筒部１０ｂとを
備え、両筒部１０ａ，１０ｂはテーパ状筒部１０ｃを介
して一体に連結される。また小径筒部１０ｂには、その
外周面から突出してリングナット１１で押えられるフラ
ンジ１０ｄが一体に形成されており、このフランジ１０
ｄには、エンジンの排気ポートに推進機本体１の中空部
１ａを介して連通する複数の排気出口１３が設けられ
る。

【００１１】さて、可変直径型のプロペラ５の構成につ
いて図２ないし図６により説明する。

【００１２】図２において、プロペラ軸４には、ベアリ
ングホルダ１０の後端に隣接してスラスト板１４がスプ
ライン１５を介して嵌合される。そしてこのスラスト板
１４はプロペラ軸４のテーパ面４ａに当接して前方移動
が阻止される。またプロペラ軸４には、前端をスラスト
板１４に当接させると共に後端をプロペラ軸４より後方
へ延出させる中空の延長軸１６がスプライン１７を介し
て着脱可能に嵌合される。この延長軸１６は、プロペラ
軸４の後端外周に螺着される長軸袋ナット１８の六角頭
部１８ａにより後端面が押えられる。

【００１３】延長軸１６の外周面には、その略全長に亘
りプロペラボス１９が相対回転可能に嵌合される。図３
にも示すように、このプロペラボス１９の後半部内周面
には環状凹部２０が形成されており、この環状凹部２０
に臨む延長軸１６外周面に焼付けた円筒状のダンパゴム
２１を該凹部２０に圧入することによりトルク制限装置
４９が構成される。而して、ダンパゴム２１は一定の摩
擦力をもってプロペラボス１９と連結され、一定値以上
の回転トルクを受けるとプロペラボス１９との間に滑り
を生じるようになっている。

【００１４】このダンパゴム２１の抜止めのために、そ
の後端を押える押え環２２が延長軸１６後端部に嵌合さ
れると共に、この押え環２２、延長軸１６及び長軸袋ナ
ット１８に穿設された一連のピン孔２３に割ピン２４が
装着される。而して、この割ピン２４はプロペラ軸４に
対する長軸袋ナット１８の回り止めの役割りをも果す。

【００１５】図２及び図４に示すように、プロペラボス
１９には、その前半部において周方向に交互に並ぶ各３
個の凹部２５及びランド部２６と、各凹部２５の前後両
側壁に開口する一対の軸受孔２７，２８と、各ランド部
２６内を通ってプロペラボス１９を軸方向に貫通する３
本の排気路２９と、プロペラボス１９の前面に開口して
前記スラスト板１４を収容する筒状凹部３０とが設けら
れ、排気路２９及び前部軸受孔２７は筒状凹部３０に開
口する。そして各凹部２５にはプロペラブレード３１の
ボス３１ａが配置され、このボス３１ａにスプライン嵌
合するブレード軸３２の両端が軸受孔２７，２８に回転
自在に支承される。

【００１６】図２及び図５に示すように、全てのブレー
ド軸３２は同期装置３３により相互に連結され、同期回
動するようになっている。この同期装置３３は、筒状凹
部３０の底面から更に凹んで各ブレード軸３２の外周面
の一部を露出させる三角状凹部３４において延長軸１６
に回転自在に支承される三角状の同期板３５と、三角状
凹部３４に露出した各ブレード軸３２の外周面に開口す
る横孔３７に嵌合支持される同期ピン３６とからなって
いる。三角状同期板３５の各頂部には連結溝３８が、ま
た同期ピン３６の横孔３７から突出した一端には円筒状
の膨大部３６ａがそれぞれ形成されており、この膨大部
３６ａが対応する連結溝３８に係合される。而して、全
てのブレード軸３２は、それぞれの回動時、自己の同期
ピン３６及び共通の同期板３５を介して互いに回動角を
規制し合うことにより、同期回動することができる。

【００１７】図６に示すように、ブレード軸３２及び同
期板３５の抜け止めのために、筒状凹部３０の底面にカ
バー３９がボルト４０により固着される。このカバー３
９には前記３本の排気路２９を閉鎖しないよう、３つの
切欠４１が設けられる。

【００１８】図４に示すように、各プロペラブレード３
１は、プロペラ直径Ｄを最小にする閉じ位置Ａと、それ
を最大にする開き位置Ｂとの間をブレード軸３２と共に
回動するもので、その閉じ位置Ａを規制するためにプロ
ペラボス１９の外周面に当接する第１ストッパ面４２が
各プロペラブレード３１の回転方向後端部に形成され、
またその開き位置Ｂを規制するために凹部２５の一側面
に当接する第２ストッパ面４３がブレードボス３１ａに
形成される。

【００１９】また各プロペラブレード３１は、その閉じ
位置Ａに向ってばね付勢されるもので、そのための捩り
コイル型の戻しばね４４（図２）がブレードボス３１ａ
に装着される。

【００２０】さらに各プロペラブレード３１には、その
回転方向後側に弾頭形の重錘４５が螺着される。

【００２１】この場合、図７及び図８に示すような構造
で重錘４５を取付けてもよい。即ち流線形の重錘４５の
前半部に設けたすり割り４６にプロペラブレード３１の
後縁部が嵌込まれ、プロペラブレード３１の透孔４７を
貫通するようにしてビス４８が重錘４５に螺着される。
また重錘４５には、鎖線で示すような付加重錘４５ａを
設けてもよい。

【００２２】次にこの実施例の作用について説明する。

【００２３】駆動軸２から前、後進歯車機構３を介して
プロペラ軸４が駆動されると、その駆動トルクは、スプ
ライン１７、延長軸１６及びダンパゴム２１を順次経て
プロペラボス１９へと伝達するので、このプロペラボス
１９と共にプロペラブレード３１群が回転して推力を発
生する。

【００２４】而して、プロペラボス１９の低速回転域で
は、各プロペラブレード３１は戻しばね４４の弾発力に
より閉じ位置Ａに保持されて、プロペラ直径Ｄを最小に
しているので、発生する推力が比較的小さく、トローリ
ングを容易に行うことができる。

【００２５】その後、プロペラボス１９の回転速度が一
定値を超えて上昇していくと、各プロペラブレード３１
は、それ自体及び重錘４５に作用する遠心力が戻しばね
４４の弾発力と釣合うところまで開いていく。そして所
定の高速回転域に入ると最大の開き位置Ｂに達してプロ
ペラ直径Ｄを最大にするので、大なる推力を発生して高
速クルージングを可能にする。

【００２６】この間、全てのプロペラブレード３１のブ
レード軸３２は、前述のように同期装置３３を介して互
いに同期回動するので各プロペラブレード３１に働く遠
心力、戻しばね４４の弾発力等の差や水の抵抗、その他
の外的要因による開き角度のばらつきを無くして、常に
プロペラ５の性能の安定化を図ることができる。

【００２７】航行中、浮流物等の小障害物がプロペラブ
レード３１に当った場合には、ダンパゴム２１に捩り変
形が生じて、プロペラブレード３１に加わる衝撃力を緩
和することができる。また岩等の大障害物がプロペラブ
レード３１に当った場合には、ダンパゴム２１とプロペ
ラボス１９との嵌合面間に滑りが生じ、プロペラ軸４が
プロペラボス１９に対して空転するので、プロペラブレ
ード３１及び動力伝達系への過負荷を遮断することがで
きる。

【００２８】また図示しないエンジンの排ガスは推進機
本体１の中空部１ａに排出されるもので、その排ガスは
ベアリングホルダ１０の排気出口１３を経てプロペラボ
ス１９の筒状凹部３０へ出、そこから３本の排気路２９
に分流し、水中に放出される。したがって、プロペラボ
ス１９の回転中と雖も、排ガスの３本の排気路２９への
分配の均等化を図ることができる。しかも、各排気路２
９は、プロペラボス１９の軸線と平行な３本のブレード
軸３２の間を通るように形成されているので、ブレード
軸３２に邪魔されることなく、しかもプロペラボス１９
の大径化を伴うことなく必要且つ充分な断面積を確保す
ることができ、排ガスの均等分配と相俟って排気抵抗の
低減に寄与し得る。一方、ブレード軸３２は、排気路２
９に邪魔されることなく、前後一対の軸受孔２７，２８
による両端支持が可能となり、プロペラブレード３１を
強固に支持することができる。

【００２９】またトルク制限装置４９のダンパゴム２１
は、ブレードボス３１ａを収容する凹部２５の後方にお
いて、延長軸１６とプロペラボス１９との間に介装され
るので、ブレードボス３１ａに邪魔されることなく大容
量のダンパゴム２１の採用が可能となる。しかもダンパ
ゴム２１の内周面は延長軸１６に焼付けられ、その外周
面はプロペラボス１９の後半部内周の環状凹部２０の内
周面に圧接するものであるから、プロペラブレード３１
に邪魔されることなくダンパゴム２１の滑り面を極力大
径に設定でき、したがってトルク容量の大なるトルク制
限装置４９を容易に得ることができる。

【００３０】尚、固定ブレードを持つ通常型のプロペラ
を必要とする場合には、延長軸１６を外して、プロペラ
軸４に通常型プロペラのボスを直接スプライン嵌合し、
そのボスをスラスト板１４に押しつけるようにプロペラ
軸４後端にナットを螺着するものである。

【００３１】上記実施例においては、本発明の要旨を逸
脱することなく、種々の設計変更が可能である。例え
ば、ダンパゴム２１及び延長軸１６からなる緩衝装置を
廃止してプロペラボス１９をプロペラ軸４に直接スプラ
イン結合することもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば、プロペラボスの外周に、各複数の凹部及びランド部
とを周方向交互に並ぶように形成し、凹部には、それの
前後方向両端壁に支承されたブレード軸に支持されるプ
ロペラブレードのボスを収容し、ランド部には、それを
前後方向に貫通して推進機本体の排気出口をプロペラボ
スの後端に開放する排気路を設けたので、ブレード軸に
邪魔されることなく、断面積の大なる排気路をプロペラ
ボスに形成することができ、したがって可変直径型プロ
ペラにおいて、抵抗の少ない水中排気を行うことができ
る一方、ブレード軸は排気路に邪魔されることなく両端
支持が可能となる。しかもプロペラブレードのボスを収
容する凹部同士の間にランド部が存在することから、プ
ロペラボスの回転抵抗の減少にも寄与し得る。

【００３３】また本発明の第２の特徴によれば、プロペ
ラボスの前端面に、前記排気出口を前記各排気路に連通
する筒状凹部を設けたので、推進機本体の排気出口から
排出される排ガスを筒状凹部を介して回転する複数の排
気路に均等に分配することができ、排気抵抗の更なる減
少に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変直径型プロペラを備えた船用推進
機の要部の一部縦断側面図

【図２】図１のプロペラ部の拡大縦断面図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】図２の４−４線断面図

【図５】図２の５−５線断面図

【図６】図２の６−６線断面図

【図７】プロペラブレードの重錘の取付構造の変形例を
示す正面図

【図８】図７の８−８線断面図

【符号の説明】

Ａ 閉じ位置 Ｂ 開き位置 Ｄ プロペラ直径 １ 推進機本体 ４ プロペラ軸 ５ プロペラ １３ 排気出口 １６ 延長軸 １９ プロペラボス ２５ 凹部 ２６ ランド部 ２７ 軸受孔 ２８ 軸受孔 ２９ 排気路 ３０ 筒状凹部 ３１ プロペラブレード ３１ ブレードボス ３２ ブレード軸

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【手続補正書】

【提出日】平成５年６月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】このダンパゴム２１の抜止めのために、押
え環２２がダンパゴム２１の後端と長軸袋ナット１８の
六角頭部１８ａとの間に介入するよう延長軸１６後端部
に嵌合されると共に、この押え環２２、延長軸１６及び
長軸袋ナット１８に穿設された一連のピン孔２３に割ピ
ン２４が装着される。而して、この割ピン２４はプロペ
ラ軸４に対する長軸袋ナット１８の回り止めの役割りを
果す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 推進機本体（１）に支承されてその後方
   へ突出するプロペラ軸（４）にプロペラボス（１９）を
   嵌合して連結し、このプロペラボス（１９）には、その
   軸線を囲み且つその軸線と平行に配置される複数のブレ
   ード軸（３２）を介して複数のプロペラブレード（３
   １）を、これらがプロペラ直径（Ｄ）を最小にする閉じ
   位置（Ａ）と最大にする開き位置（Ｂ）との間を回動し
   得るように取付けた、船用の可変直径型プロペラにおい
   て、 プロペラボス（１９）の外周に、各複数の凹部（２５）
   及びランド部（２６）とを周方向交互に並ぶように形成
   し、凹部（２５）には、それの前後方向両端壁に支承さ
   れたブレード軸（３２）に支持されるプロペラブレード
   （３１）のボス（３１ａ）を収容し、ランド部（２６）
   には、それを前後方向に貫通して推進機本体（１）の排
   気出口（１３）をプロペラボス（１９）の後端に開放す
   る排気路（２９）を設けたことを特徴とする、船用の可
   変直径型プロペラ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、プロペラ
   ボス（１９）の前端面に、前記排気出口（１３）を前記
   各排気路（２９）に連通する筒状凹部（３０）を設けた
   ことを特徴とする、船用の可変直径型プロペラ。