(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボスの外周に複数のブレードを径方向に突出した船舶用プロペラにおいて、ブレードが位置するボスの外周にブレーとは異なる材質の耐エロ―ジョン材の根部を抜出不能に埋めてある程度径方向に突出させ、耐エロ―ジョン材からブレードの同じく根部を耐エロ―ジョン材の中に取り込んで抜出不能に突出させたことを特徴とする船舶用プロペラ。
【請求項２】
耐エロ―ジョン材がブレードのバック面又はフェース面と合わさってボスに抜出不能に取り込まれる請求項１の船舶用プロペラ
【請求項３】
ボスの外周に複数のブレードを径方向に突出した船舶用プロペラにおいて、ブレードが位置するボスの外周をやや盛り上げるとともに、ボスをブレードとは異なる材質の耐エロージョン材で構成し、耐エロージョン材にブレードを抜出不能に埋めたことを特徴とする船舶用プロペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビテーションによるエロ―ジョン対策を施した船舶用プロペラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶用のプロペラ（以下、プロペラ）にはキャビテーションが起こることが知られており、キャビテーションによる気泡がブレードの表面で崩壊すると、その衝撃でブレードの表面に傷が付く。これがエロ―ジョン（壊食）と称されるもので、エロ―ジョンが進行すると、ブレードが穿孔したり、破損したりしてプロペラの推進効率を下げたり、振動や騒音の原因となる。このため、プロペラのピッチやブレードの輪郭及び断面形状を半径方向に適宜に変更してキャビテーションが起こり難いものにしたりしているが、完全には防止できない。
【０００３】
キャビテーションに基づくエロ―ジョンは、多くは、周速の大きい先端付近に起こるが、小型船のプロペラではプロペラシャフトの傾斜角が大きいために水流の乱れが大きく、ブレードの根部にも発生することがある（ルートエロ―ジョン）。また、エロ―ジョンの発生の原因となるキャビテーションはブレードと水流との相対速度に対応しており、この点で、エロ―ジョンが発生する面は水流の流れが速いバック面（船首側から見えるブレードの面）に多いが、乱れが大きい場合にはフェース面（船尾側から見えるブレードの面）にも発生することがある。
【０００４】
このため、下記特許文献１にはブレードの根部に銅合金等の金属製のボスと其れに続く取付部を設け、この取付部に繊維強化樹脂を取り付けたものが示されている。また、下記特許文献２にはブレード全体を径（周速）によってそれぞれ求められる複合資材とし、これをボスに嵌合するものが示されている。しかし、これらに共通することは、軽量化と強度向上であって、耐エロ―ジョン性を高めるものではない。また、これによると、ボスの加工が非常に複雑になるといったことがあげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９-０２９２６８号公報
【特許文献２】特開２００９-２８６２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しょうとする課題】
【０００６】
本発明は、耐エロ―ジョン性を第一義とし、耐エロ―ジョン性が高い部材をエロ―ジョンが発生し易い個所に交換可能に取り付けることでエロ―ジョンを発生し難くするとともに、発生した場合でも、当該部材のみを交換することができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、ボスの外周に複数のブレードを径方向に突出した船舶用プロペラにおいて、ブレードが位置するボスの外周にブレーとは異なる材質の耐エロ―ジョン材の根部を抜出不能に埋めてある程度径方向に突出させ、耐エロ―ジョン材からブレードの同じく根部を耐エロ―ジョン材の中に取り込んで抜出不能に突出させたことを特徴とする船舶用プロペラを提供したものである。
【０００８】
また、本発明は、以上の船舶用プロペラにおいて、請求項２に記載した、耐エロ―ジョン材がブレードのバック面又はフェース面と合わさってボスに抜出不能に取り込まれる手段を提供したものである。
【０００９】
さらに、本発明は、請求項３に記載した、ボスの外周に複数のブレードを径方向に突出した船舶用プロペラにおいて、ブレードが位置するボスの外周をやや盛り上げるとともに、ボスをブレードとは異なる材質の耐エロージョン材で構成し、耐エロージョン材にブレードを抜出不能に埋めたことを特徴とする船舶用プロペラを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜３の発明によると、ブレードの根部のエロ―ジョン(ルートエロ―ジョン)  に対してはブレードの根部にブレードを覆うようにしてブレードとは異なる材質の耐エロ―ジョン材を取り付けたことにより、エロ―ジョンが発生し難く、エロ―ジョンに対して耐久性に優れたものになる。また、エロ―ジョンが発生しても、耐エロ―ジョン材のみを交換すればよいから、交換の手間やコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る船舶用はプロペラの側面図である。
【図２】本発明に係る船舶用はプロペラの正面図である。
【図３】本発明に係る船舶用はプロペラの他の例の背面側断面図である。
【図４】本発明に係る船舶用はプロペラの他の例の背面側断面図である。
【図５】本発明に係る船舶用はプロペラの他の例の背面側断面図である。
【図６】本発明に係る船舶用はプロペラの他の例の背面側断面図である。
【図７】本発明に係る船舶用はプロペラの側面図である。
【図８】本発明に係る船舶用はプロペラの他の例の背面図である。
【図９】図７のＡ断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、図1はプロペラの側面図であり、プロペラ1は周知のようにボス2の周囲に複数のブレード3が突設されたものである（4はボス2の後端に取り付けられるキャップ）。これにおいて、ブレード3は3〜6枚程度設けられており、それぞれのブレード3は所定のねじり角に設定されている。本例では、ボス2はアルミ青銅等で構成され、ブレード3は軽量と高強度のＦＲＰ等の繊維強化樹脂で構成されているものを示している。
【００１３】
本発明は、ルートエロ―ジョン対策として、ブレード3のルート部に耐エロ―ジョン材5を取り付けるのである。耐エロ―ジョン材5としては、ステンレスやチタン或いは超高分子量ポリエチレン等の強化樹脂といった素材そのものが耐エロ―ジョン性を有するものや、基材の表面に炭化クロームやセラミックといった耐エロ―ジョン性を有する部材をコーティング等する表面処理を施したものが考えられる。
【００１４】
図２に示すものはその一例であるが、本例のものは、ブレード３が位置するボス２の外周に耐エロージョン材５の根部を抜出不能に埋めてある程度径方向に突出させ、耐エロージョン材５からブレード３の同じく根部を耐エロージョン材５の中に取り込んで抜出不能に突出させている。具体例として、ボス２の外周に径大側が狭くなった凹溝６を形成し、耐エロージョン材５の基端を凹溝６と同じ形状の凸部７としてこれを根部とし、凹溝６と凸部７を繋ぐ凹凸嵌合している。なお、ブレード３には捩じりがあるが、凹溝６や凸部７をこれと同じ捩じりにしておけば、後方から挿入することができる。
【００１５】
さらに、本例では、耐エロージョン材５の外端付近に径大側が狭くなった楔溝８を形成し、この楔溝８に同じ形状の楔部９を根部として有するブレード３を繋ぐ凹凸嵌合している。これにより、耐エロージョン材５はボス２から、ブレード３は耐エロージョン材５から径方向にそれぞれ抜出が不能になり、特別の固定を要しないが、後述するような固定策と併用してもよい。
【００１６】
図３に示すものは他の例であるが、本例のものは、ボス２の外周に凹溝６を形成する点は同じであるが、これに嵌合される耐エロージョン材５とブレード３の根部を合わせたものを凸部７とし、これらを合わせて凹溝６に抜出ができないように緊嵌したものである。この場合でも、耐エロージョン材５を外側に位置させてブレード３を覆うのはもちろんである。
【００１７】
ところで、本例では、表面の曲面長の違いによつて水流の流れが早くてエロージョンが発生し易いブレード３のバック面３ａのみに耐エロージョン材５を取り付けているが、水流の乱れが大きい場合や高速回転等によってフェース面３ｂの水流の流速の絶対値が高い場合であつて、フェース面３ｂにもエロージョンの発生が予測されるときには、図４に示すようにバック面３ａとフェース面３ｂの両方に取り付けることがある。この場合は、ブレード３の根部も太くして耐エロージョン材５から抜出ができないようにしておく必要がある。
【００１８】
図５に示すものも他の例であるが、本例のものは、ブレード３の根部を上記の形状の凸部７として凹溝６に緊嵌している。そして、ブレード３のルート部に径方向にある程度の長さを有する耐エロージョン材５を取り付けている。この取付は、ブレード３に取り付けてもよい。取付けの具体例としては、接着剤による接着、ビスやピンによる固定、ブレード３自体に凹凸嵌合することが考えられる。なお、本例のものも、耐エロージョン材５は
バック面３ａとフェース面３ｂの両面に取り付けているものを示している。
【００１９】
図６に示すものも他の例を示すものであるが、本例のものは、ブレード３が位置するボス２の外周を盛り上げ（ボス２の必要な厚みを確保するため）、ここに楔溝８を形成するとともに、ブレード３の根部を楔部９として両者を緊く凹凸嵌合しているものである(これにより、抜出が不能になる)。ところで、以上のいずれの例においても、耐エロージョン材５とブレード３の表面は滑らかに変化するもの（段差等がない）であるのはいうまでもない。また、凹凸嵌合の他に接着やビス止めを加えてもよい（これによると、凹溝７や凸部７の根部を必ずしも太くする必要はない）。
【００２０】
さらに、本発明は、図７及び図８に示すように、以上の構成に加えて或いは独立してブレード３の先端付近までをＦＲＰ樹脂等の強化樹脂で構成するとともに、ここから先端までを上記した樹脂系又は金属系の耐エロージョン材５からなる先端ブレード１０で接合するのである。このため、接合構造を必要とするが、これには図９（ａ）〜（ｄ）に示されるものが考えられる。具体的には、ブレード３の接合部を薄い凸部１１にするとともに、先端ブレード１０をこれに嵌め込まれる凹部１２にし（合計の厚みはブレード３の接合部分の厚みと同じにする）、両者を凹凸嵌合するのである（ａ）。
【００２１】
この場合、凸部１１と凹部１２とを抜け外れることのない、入れ子式や段差を付けて後端から挿入すれば、遠心力による先端ブレード１０の抜け外れを防止できる。また、重合部を接着剤等で接着してもよいし、交換の際の便を考慮してボルト、ピン、リベット等の固定具１３で固定する（ｃ）ことも考えられる。
【００２２】
さらに、凸部１１と凹部１２に代えて接合部を互いに接面する薄肉部１４、１５とし（両者を合わせた厚みは接合部の厚みと同じにする）、この重合部を上記した固定具１３で固定するものも考えられる（ｂ）。ただし、表面の平滑化のために固定具１３は埋め込む必要がある。この他、先端ブレード１０を薄いカバー状のものとし、これをブレード３の先端部分に被せ、固定具１３で止めることも考えられる（ｄ）。この場合でも、固定具１３を表面に出さないのは上記と同じである。
【符号の説明】
【００２３】
１      船舶用プロペラ
２      ボス
３      ブレード
３ａ        〃  のバック面
３ｂ        〃  のフェース面
４      キャップ
５      耐エロージョン材
６      凹溝
７      凸部
８      楔溝
９      楔部
１０    先端ブレード
１１    凸部
１２    凹部
１３    固定具
１４    薄肉部
１５    薄肉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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