(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒と外筒とを複数のリブにより接続したボスと、このボスの外周側に複数の羽根を備えた船外機用プロペラの生産方法において、その内筒、リブ、外筒および羽根を純チタンまたはチタン合金製の展伸材により成形し、そのボスは、その外筒をその外筒の軸線に沿って均等にそのリブの数と同数に分割した分割片とし、その隣り合う分割片の接合箇所がリブの近傍において溶接されるとともにその羽根は、そのボスの外周側でその分割片の接合箇所を跨ぐ状態で溶接により接合したことを特徴とする船外機用プロペラの生産方法。
【請求項２】
その羽根が、平滑な圧延板をプレス成形したものであることを特徴とする請求項１に記載の船外機用プロペラの生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、船外機用プロペラの生産方法に関する。
一般に船外機用プロペラ（以下単に「プロペラ」と言うことがある）は、船体への水力を発生させるだけでなく、航走時に船外機用エンジンで発生する排気ガスの排気装置として使用されている。【０００２】  このため、プロペラを構成するボスの外周部には羽根が備えられ、そのボスは内筒と外筒およびリブにより区画され、回転軸方向に複数の排気通路が設けられている。【０００３】  航走時にそのエンジンにおいて発生した排気ガスは、ボス内に設けられたその排気通路を通って水中に排出されるものである。
【背景技術】
【０００４】  このような船外機用プロペラは、形状が複雑であるため、鋳造による一体構造が主流であり、アルミニウム合金のダイカスト法（特許文献１）、高級機種には、高強度ステンレス鋼のロストワックス法等の精密鋳造法によって製作されていた。
【特許文献１】特開２００１−５８５９８号公報  第２ページ右欄第１６〜１７行目
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、ダイカスト法で製作されたアルミニウム合金製プロペラは、大量生産による低価格、約２．７と比重が軽い利点を有するが、低強度のため厚肉化、鋳造欠陥対策や表面の最終研磨工程が必要なこと、砂や泥による摩耗に弱いなどの欠点があった。【０００６】  一方、精密鋳造法であるロストワックス法による高強度ステンレス製プロペラは、アルミニウム合金の４．５倍と強度が高いため薄肉化が可能で、鋳造欠陥が少なく信頼性が高いのが利点であるが、ロストワックス法の全工程が長く、歪矯正や最終研磨工程などを要するばかりか、比重が約８．０と重く、プロペラの急加速や逆回転の際等に慣性力が大きいため、その際の反応が遅くなるとともに回転軸への負荷を大きくしている等の欠点があった。【０００７】  また、鋳造により製作するため、プロペラのサイズやピッチ（プロペラが一回転して回転軸方向に理論的に進む距離）毎に鋳型が必要になりコストアップの原因にもなっていた。【０００８】  本発明は、以上のような問題点を解決することを課題とするものであり、具体的には軽く、強く、耐蝕性に優れたプロペラの生産方法であって、鋳造一体構造のものに比べ、多種少量生産に対応できる構造のプロペラの生産方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  そして、上記目的を達成する本発明の第１の発明の船外機用プロペラの生産方法は、内筒と外筒とを複数のリブにより接続したボスと、このボスの外周側に複数の羽根とを備えた船外機用プロペラの生産方法において、その内筒、リブ、外筒および羽根を純チタンまたはチタン合金製の展伸材により成形し、そのボスは、その外筒をその外筒の軸線に沿って均等にそのリブの数と同数に分割した分割片とし、その隣り合う分割片の接合箇所がリブの近傍において溶接されるとともにその羽根は、そのボスの外周側でその分割片の接合箇所を跨ぐ状態で溶接により接合したことを特徴とするものである。【００１０】  本発明の第１の発明の船外機用プロペラの生産方法によれば、ボスおよび羽根が純チタンまたはチタン合金製の展伸材により成形した構成であることから、ステンレス鋼製プロペラに比べ約４０％軽く、プロペラとしての回転性能、例えば加速性、逆回転による反応性や軸への負荷の軽減性の向上が図れ、海水に対する耐蝕性もはるかに優れ、ステンレス鋼製プロペラ並みの強度を有するものであるとともに、鋳造欠陥が内在する危険性のある鋳造一体構造のものに比べ信頼性の高いプロペラを得ることができるものである。【００１１】  また、内筒と外筒とを複数のリブにより溶接接続した構成であることから、ボスを丸棒から削り出しにより成形するものに比べ、材料の歩留まりが良いものであるばかりか、ボスの外周側に複数の羽根を溶接により接合した構成であることから、ピッチもしくはサイズの異なる羽根のプロペラに対しても同一形状のボスを共用できるものである。【００１２】  また、外筒の軸線に沿って均等に分割された分割片を溶接した構成であることから、外筒をリブもしくは内筒へ溶接する工程を容易にさせ、品質の高いプロペラを得ることができるものである。【００１３】  また、分割片が均等に分割された構成であることから、同一形状の分割片により組み立てることができ、生産効率を向上させることができるものである。【００１４】  また、分割片がリブの数と同数という構成であることから、それぞれの分割片をそれぞれのリブと溶接ができるため、品質の高いプロペラを得ることができるものである。【００１５】  また、その分割片の接合箇所がリブの近傍とした構成であることから、相互の溶接時の位置決めおよび溶接工程が容易にできるため、品質の高いプロペラを得ることができるものである。【００１６】  本発明の第２の発明の船外機用プロペラの生産方法は、第１の発明の船外機用プロペラにおいて、その羽根が、平滑な圧延板をプレス成形したものであることを特徴とする。【００１７】  本発明の第２の発明の船外機用プロペラの生産方法によれば、平滑な圧延板をプレス成形した構成であることから、任意の曲面が作成できるのみならず、仕上げの表面研磨を省略することができるものである。
【発明の効果】
【００１８】  本発明によれば、軽量化による高速回転が可能で、強くしかも耐蝕性に優れるとともに、多種少量生産に対応できる船外機用プロペラを得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の船外機用プロペラの後進側から見た正面図である。
【図２】同内筒の外周部にリブを接合し、そのリブに外筒を配置したものの正面図である。
【図３】同リブ外周部に外筒を溶接した状態の要部拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下、本発明の実施の形態として一実施例を説明する。
本発明の船外機用プロペラ１は、図１に示されるように、ボス２は内筒３と外筒４とを３枚のリブ５により等間隔に区画されて３つの排気通路６が形成され、その外筒４のそれぞれのリブ５の配置されている外周側に３枚の羽根７が備えられたもので、その内筒３、リブ５、外筒４および羽根７を純チタン製の展伸材により成形し、その内筒３、リブ５、外筒４および羽根７がそれぞれ溶接により接合されたものである。【００２１】  その内筒３、リブ５、外筒４および羽根７は、純チタン製の展伸材（ＪＩＳ  Ｈ  ４６００  ２種ＴＰ−３５Ｈ）の化学成分（ｗｔ％）は、Ｈ：０．００１，Ｏ：０．１１，Ｆｅ：０．０７，Ｎ：０．００６，Ｃ：０．００５  残部がチタンである。【００２２】  なお、本実施例の材料は純チタン製の展伸材であるがチタン合金製の展伸材を使用する場合は、例えば、６Ａｌ−４Ｖ−Ｔｉ合金、その化学成分（ｗｔ％）は、Ａｌ：６．３４，Ｖ：４．２０，Ｏ：０．１８，Ｎ：０．００８，Ｃ：０．０１２，Ｆｅ：０．１８，Ｈ：０．００８１  残部がチタンである。【００２３】  また、強度が必要な羽根７をチタン合金材とし、比較的強度がゆるい所、例えばボス２を純チタン材で成形し、それらを溶接して複合構造とすることによりコストダウンを図ることも可能である。【００２４】  また、内筒３の内部にはブッシュ８が内嵌められ、そのブッシュ８内には回転軸（図示せず）が嵌め込まれ、エンジンから伝達される回転力をボス２、羽根７へ伝えている。【００２５】  次に、本発明のプロペラの製造方法の一例を図に基づいて説明する。
内筒３は、純チタン製の展伸材の板材を矩形に切断し、その板材の回転方向に直交する両端部に開先加工により開先面９を形成し、この板材をその開先面９側が相互に当接するように常温でプレス加工を行い円筒形状に成形し、その後、その開先面９同士を接合するため、真空チャンバー内で溶接を行った。以下本実施例では各工程における溶接はすべて真空チャンバー内で実施したものである。【００２６】  次に、リブ５をその内筒３の外周側に接合する方法を説明する。リブ５は、内筒３の外側に配置される外筒４を支持するためと内筒３と外筒４との間にエンジンから発生する排気ガスの排気通路６を形成するためのものである。【００２７】  純チタン製の展伸材の板材を、内筒３と外筒４の間隔を確保できる幅と両筒の長さよりやや短めに切断された３枚のリブ５は、その内筒３の外周面にその内筒３の回転軸心と平行でなおかつその回転軸心を中心として１２０度ずつ回転した位置に溶接されるものである。リブの内筒３側の付根部は両側が溶接されるものである。【００２８】  次に、その内筒３に接合されたリブ５の外端部１０に外筒４が溶接により接合されボス２が成形される工程を説明する。図２に示されるように、外筒４は、リブ５の数と同数にこの場合３分割され、それぞれのリブ５に溶接されるものである。このため、純チタン製の展伸材の板材を均等に３分割した形状となるように切断し、同一形状の３つの分割片４１を成形し、その分割片４１の回転方向に直交する開先面９を形成する。【００２９】  さらに、これらの分割片４１を回転軸心と直交する方向に湾曲させるよう常温でプレス成形し、その後、これらの分割片４１は、図３に示されるように、リブ５の外端部１０にその分割片４１の開先面９を回転軸の回転方向に対して同方向になるように配置し、隣り合うリブ５とリブ５の間に橋渡しされ、結局、外筒４は、それぞれのリブ５の外端部１０に、その分割片４１の一方の開先面９とその分割片４１と隣り合う他の分割片４１の端面（開先面でない平坦な端面）１１とが、互いにリブ５の外端部１０の近傍において当接配置された状態で溶接されることになり、位置決めと溶接工程が容易にでき、それぞれの分割片４１の開先面９、端面１１およびリブ５が一度の溶接によりそれぞれ接合される効果を奏するものである。【００３０】  次に、羽根７の成形およびこの羽根７がボス２に溶接により接合されてプロペラとして完成される工程について説明する。【００３１】  純チタン製の展伸材の平滑な板材を羽根７の大きさに切断し、常温でプレス成形により３次元曲面を成形し、図１に示されるように、そのボス２の外周側１２に３枚の羽根７を溶接により接合組み立てられるものである。【００３２】  この場合、羽根７の３次元曲面を成形する場合、平滑な板材を常温でプレス成形するため、歪矯正や表面研磨工程を省略することができるものである。なお、展伸材としては圧延平板およびパイプ材を使用しても良い。【００３３】  なお、本発明のプロペラ１は、同じボス２にピッチの異なった羽根７を成形する場合、同じ羽根の外接円形であれば、鋳造により製作されたプロペラ１のように、ピッチの異なった鋳型等を必要としないため、多品種少量生産に貢献できるものであ��。【００３４】  以上説明したプロペラ１を船体後部にある船外機本体に取り付け試験した結果、軸系全体の重量が大幅に軽減され、船尾軸受の荷重低減に伴って高速回転が可能となった。また、耐キャビテーション性や耐エロージョン性も大幅に改善されるとともにプロペラ１の羽根７表面の経年変化も少ないものである。【００３５】  また、一般にプロペラ１の下流側（後進側）表面には、キャビテーションやエロージョンが発生しやすいものであるが、本発明の純チタンまたはチタン合金製の展伸材により成形した羽根７である場合、仮に、その羽根７の少なくともプロペラ１の下流側（後進側）表面に、高周波加熱等により約３００〜６００℃に加熱させることにより、その羽根７の表面に酸化チタン被膜を形成することができるものであるので、このように酸化チタン被膜が形成されることにより、耐摩耗性が飛躍的に向上し、耐キャビテーションや耐エロージョンに大いに貢献できるものである。【００３６】  たま、羽根７の表面を高周波加熱等により約３００〜６００℃に加熱させると、その表面が酸化チタン被膜が形成され、その加熱温度により被膜が銀色、金色または紫色を呈し、マスキング等の手法を利用して、文字、図形や色彩の組み合わせ等により意匠的にも良好な模様や文字を形成させることができるものである。
【符号の説明】
【００３７】１    プロペラ
２    ボス
３    内筒
４    外筒
５    リブ
６    排気通路
７    羽根
８    ブッシュ
９    開先面
１０  外端部
１１  端面
１２  外周側
【図１】
0005927443.tif 000002
【図２】
0005927443.tif 000003
【図３】
0005927443.tif 000004