JPH1076992A - プロペラのキャビテーション防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロペラ翼の強度を弱めることなくキャビテ
ーションによる侵食を確実に防止する。 【解決手段】 プロペラシャフト１０にプロペラボス２
９が外嵌され、このプロペラボス２９の外周部には複数
枚のプロペラ翼３が一体に取付けられてなり、このプロ
ペラ翼３の回転方向後面側におけるプロペラ翼３の基部
近傍のプロペラボス２９にはそれぞれ水吐出用穴４４が
形成され、この水吐出用穴４４は、プロペラ２９ボスの
前端の水流上流向きの前端面２８に開口する（開口部４
２）流路に連通している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プロペラのキャ
ビテーション防止構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、船舶用などのプロペラにおいて
高速回転させるものではキャビテーションが発生するこ
とが避けられず、このキャビテーションによりプロペラ
翼の基部付近が侵食されることになる。これを防止する
ために、従来は例えば図６に示すような構造が採用され
ている。すなわち、プロペラシャフトに外嵌されるプロ
ペラボス２０の外周部には複数枚のプロペラ翼３０が一
体に取付けられてなり、このプロペラ翼３０の基部には
回転方向の前面側から後面側に貫通する貫通穴４０がそ
れぞれ形成されている。このためプロペラ翼３０の回転
により、回転方向前面側から水が貫通穴４０を通して回
転方向後面側に吐出され、回転方向後面側における減圧
部に水を供給することによりキャビテーションが発生す
るのを防止するようにしている。すなわち、プロペラの
回転によりプロペラ翼３０の回転方向前面側は減圧さ
れ、回転方向後面側は加圧されることになり、回転方向
後面側ではプロペラ翼３０の回転方向前端縁で気泡が発
生してそれがプロペラ翼３０の基部に沿って回転方向後
方に流れ、その途中で気泡がつぶれることにより、衝撃
音および衝撃圧が発生して侵食（エロージョン）を生じ
させることになる。この現象を防止するために上記貫通
穴４０が形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成では、キャビ
テーションの発生を防止するという点ではとくに問題は
ないが、プロペラ翼３０に貫通穴４０を形成するため
に、この貫通穴４０の部分に応力が集中することになっ
てプロペラ翼３０の強度が低下することになり、このた
めプロペラの寿命が短くなるという問題がある。

【０００４】この発明は、このような従来の課題を解決
するためになされたものであり、プロペラ翼の強度を弱
めることなくキャビテーションによる侵食を確実に防止
することができるプロペラのキャビテーション防止構造
を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、プロ
ペラシャフトにプロペラボスが外嵌され、このプロペラ
ボスの外周部には複数枚のプロペラ翼が一体に取付けら
れてなり、このプロペラ翼の回転方向後面側におけるプ
ロペラ翼の基部近傍のプロペラボスにはそれぞれ水吐出
用穴がプロペラボスの表面に開口して形成され、この水
吐出用穴は、プロペラボスの他の部分またはその近傍で
あって水吐出用穴の部分より水圧の高い部分に開口して
いる小流路に連通しているものである。

【０００６】請求項１の発明では、水圧の高い部分の水
が小流路を通してプロペラボスのプロペラ翼の回転方向
後面側の減圧部に開口している水吐出用穴から吐出さ
れ、このため減圧部の減圧程度が軽減されてキャビテー
ションが発生するのが防止されることになる。しかもこ
の水吐出用穴は強度的に余裕のあるプロペラボスに形成
されており、プロペラ翼を強度的に弱めることがない。

【０００７】請求項２の発明は、上記水吐出用穴は、プ
ロペラ翼の基部近傍であってプロペラ翼の回転方向前端
縁近傍に位置して、プロペラボスの外表面に開口してい
るものである。

【０００８】請求項２の発明では、上記作用効果に加
え、水吐出用穴から、プロペラ翼の回転方向後面側の減
圧部に供給された水は、プロペラ翼の回転方向後面に沿
ってプロペラ翼の回転方向前端縁から後端縁に向かって
流れるために、プロペラ翼の回転方向後面のほぼ全域に
亘ってキャビテーションが発生するのを防止することが
できる。

【０００９】請求項３の発明は、上記水吐出用穴は、プ
ロペラボスの前端部の水流上流向きの面に開口する流路
に連通しているものである。

【００１０】請求項３の発明では、上記作用効果に加
え、簡単な構成で水吐出用穴に水を確実に供給すること
ができる。

【００１１】請求項４の発明は、上記プロペラボスの後
側にはプロペラシャフトを回転可能に支持する軸受部が
形成され、この軸受部の外周にはプロペラ翼からの旋回
流を整流する固定翼が形成され、上記プロペラボスの後
端面と軸受部の前端面との間には隙間が形成され、上記
プロペラボスには、その後端部に開口する中空部が形成
され、この中空部に上記隙間が連通し、上記水吐出用穴
は上記中空部に連通しているものである。

【００１２】請求項４の発明では、上記作用効果に加
え、水吐出用穴に水を導く小流路を、重量軽減用の中空
部５および回転用の隙間を利用して形成しているので、
小流路を特別に形成する必要がない。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図３において、プロペラ１
はプロペラボス２の外周部に３枚のプロペラ翼３がそれ
ぞれ一体に螺旋状の傾斜で取付けられてなり、このプロ
ペラ１はジェット推進機のハウジング１１内の流路１２
中でプロペラシャフト１０に取付けられている。すなわ
ち、プロペラシャフト１０の後端部付近においてプロペ
ラボス２がプロペラシャフト１０に外嵌され、その中心
穴に形成されたねじ部１３でねじ結合されている。この
プロペラボス２には、その後端部に開口する重量軽減用
の中空部（小流路）５が環状に形成され、この中空部５
から軸に直角方向に外部に開口するように水吐出用穴４
が形成されている。この水吐出用穴４は、プロペラ翼３
の回転方向後面側（プロペラ１の進行方向前面側）にお
けるプロペラ翼３の基部近傍であって、プロペラ翼３の
上流側（回転方向前方側、すなわちプロペラ翼３の回転
方向前端縁３３に近い側）に形成されている。

【００１４】またプロペラ１の後方には上記ハウジング
１１に連結部材１６によって連結された軸受部６が形成
され、この軸受部６によってプロペラシャフト１０の後
端部が回転可能に保持されている。すなわち、軸受部６
中にはプロペラシャフト１０の後端部が貫通して前後一
対のベアリング６２，６３を介して回転可能に保持さ
れ、軸受部６の前端部にはパッキン６４が配置され、こ
れによってベアリング６２の部分に水が浸入しないよう
にシールされている。またこの軸受部６の外周部にはプ
ロペラ翼３からの旋回流を整流する固定翼６１が周方向
に適宜の数形成され、また軸受部６の後端部にはプロペ
ラシャフト１０の後端部を覆うとともに軸受部６の後流
を整流するための先細り形状のキャップ６５が取付けら
れている。また上記プロペラボス２の後端面と軸受部６
の前端面との間にはプロペラボス２の回転が支障なく行
なわれるように隙間（小流路）５０が形成されている。

【００１５】図４および図５はこの発明の別の実施形態
を示し、プロペラシャフト１０に外嵌されたプロペラボ
ス２９には上記同様に外周部にプロペラ翼３が一体に取
付けられ、プロペラボス２９の前端部には水流上流向き
の前端面２８が形成され、またこのプロペラボス２９の
後端部には整流用のキャップ６５が取付けられている。
そしてこのプロペラボス２９の外周面には、水吐出用穴
４４が形成され、この水吐出用穴４４に連通する小流路
４１の他端部は上記プロペラボスの前端面２８に開口し
ている（開口部４２）。この水吐出用穴４４も、上記同
様にプロペラ翼３の回転方向後面側におけるプロペラ翼
３の基部近傍であって、プロペラ翼３の回転方向前端縁
近傍に形成されている。

【００１６】上記図１〜図３の構成において、プロペラ
１が回転すると流路１２中の水はプロペラ翼３の回転方
向前面側で加圧されつつ後方に旋回しながら送られ、ま
た回転方向後面側は減圧される。すなわち、図３仮想線
に示すように、プロペラ翼３はいわゆる翼形断面形状に
形成され、回転方向前面３１は平坦面に形成され、回転
方向後面３２は凸曲面に形成されている。そして回転方
向前面３１に沿う水流３５は加圧され、回転方向後面３
２に沿う水流３６は減圧されることになる。固定翼６１
の部分に送られた水は固定翼６１によって整流されてさ
らに流路１２中を後方に送られる。このプロペラ翼３と
固定翼６１との間では流れ方向が変えられるために水は
加圧されることになり、その水は隙間５０を通して中空
部５０中に供給されて中空部５も加圧状態となる。そし
て水吐出用穴４の先端が開口してプロペラ翼３の回転方
向後面側は減圧されているため中空部５中の水は水吐出
用穴４を通してプロペラボス２の外面側に吐出され、減
圧部の減圧程度が軽減されてキャビテーションが発生す
るのが防止されることになる。しかもこの水吐出用穴４
は強度的に余裕のあるプロペラボス２に形成され、プロ
ペラ翼３を強度的に弱めることがない。また重量軽減用
の中空部５および回転用の隙間５０を利用して水吐出用
穴４に水を供給する小流路を形成している。このため水
吐出用穴４に水を導く小流路を特別に形成する必要がな
い。

【００１７】なお、中空部５中の水が水吐出用穴４を通
して逃がされるために、この部分の水圧が減少すること
になり、このためパッキン６４を通してベアリング６２
へ水が浸入するのを防止しやすくなるという利点もあ
る。

【００１８】また図４および図５の実施形態では、水は
プロペラの回転によりプロペラ翼３の回転方向前面側で
加圧されつつ後方に旋回しながら送られ、またプロペラ
翼３の回転方向後面側は減圧される点は上記同様であ
る。プロペラボス２９よりも前方では水はプロペラシャ
フト１０の軸方向に流れるために前端面２８には直角に
当たることになり、このためプロペラボス２９の前端面
２８は加圧され、これによって水が開口部４２から送り
込まれて水吐出用穴４４から吐出される。そしてこの水
吐出用穴４４は上記同様にプロペラ翼３の回転方向後面
側の減圧部に開口しているために、減圧部の減圧程度が
軽減されてキャビテーションが発生するのが防止される
ことになる。この構成では上記作用効果に加え、簡単な
構成で水吐出用穴４４に水を確実に供給することができ
る。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明では、水圧の高い部分の
水が小流路を通してプロペラボスのプロペラ翼の回転方
向後面側の減圧部に開口している水吐出用穴から吐出さ
れ、このため減圧部の減圧程度が軽減されてキャビテー
ションが発生するのが防止されることになる。しかもこ
の水吐出用穴は強度的に余裕のあるプロペラボスに形成
されており、プロペラ翼を強度的に弱めることがない。

【００２０】請求項２の発明では、上記作用効果に加
え、水吐出用穴から、プロペラ翼の回転方向後面側の減
圧部に供給された水は、プロペラ翼の回転方向後面に沿
ってプロペラ翼の回転方向前端縁から後端縁に向かって
流れるために、プロペラ翼の回転方向後面のほぼ全域に
亘ってキャビテーションが発生するのを防止することが
できる。

【００２１】請求項３の発明では、上記作用効果に加
え、簡単な構成で水吐出用穴に水を確実に供給すること
ができる。

【００２２】請求項４の発明では、上記作用効果に加
え、水吐出用穴に水を導く小流路を、重量軽減用の中空
部５および回転用の隙間を利用して形成しているので、
小流路を特別に形成する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を示す斜視図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１のプロペラを推進機へ取付けた状態の縦断
面図である。

【図４】この発明の別の実施形態を示す斜視図である。

【図５】図４の部分断面側面図である。

【図６】（ａ）は従来のプロペラの斜視図、（ｂ）は
（ａ）の縦断面図である。

【符号の説明】

１ プロペラ ２，２９ プロペラボス ３ プロペラ翼 ４，４４ 水吐出用穴 ５ 中空部（小流路） １０ プロペラシャフト １２ 流路 ４１ 小流路 ４２ 小流路の開口部 ５０ 隙間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロペラシャフトにプロペラボスが外嵌
   され、このプロペラボスの外周部には複数枚のプロペラ
   翼が一体に取付けられてなり、このプロペラ翼の回転方
   向後面側におけるプロペラ翼の基部近傍のプロペラボス
   にはそれぞれ水吐出用穴がプロペラボスの表面に開口し
   て形成され、この水吐出用穴は、プロペラボスの他の部
   分またはその近傍であって水吐出用穴の部分より水圧の
   高い部分に開口している小流路に連通していることを特
   徴とするプロペラのキャビテーション防止構造。
2. 【請求項２】 上記水吐出用穴は、プロペラ翼の基部近
   傍であってプロペラ翼の回転方向前端縁近傍に位置し
   て、プロペラボスの外表面に開口していることを特徴と
   する請求項１記載のプロペラのキャビテーション防止構
   造。
3. 【請求項３】 上記水吐出用穴は、プロペラボスの前端
   部の水流上流向きの面に開口する流路に連通しているこ
   とを特徴とする請求項１記載のプロペラのキャビテーシ
   ョン防止構造。
4. 【請求項４】 上記プロペラボスの後側にはプロペラシ
   ャフトを回転可能に支持する軸受部が形成され、この軸
   受部の外周にはプロペラ翼からの旋回流を整流する固定
   翼が形成され、上記プロペラボスの後端面と軸受部の前
   端面との間には隙間が形成され、上記プロペラボスに
   は、その後端部に開口する中空部が形成され、この中空
   部に上記隙間が連通し、上記水吐出用穴は上記中空部に
   連通していることを特徴とする請求項１記載のプロペラ
   のキャビテーション防止構造。