(57)【要約】【課題】  耐摩耗性および耐変形性に優れた船舶用のプロペラを提供する。【解決手段】本発明の船舶用プロペラは、羽根部およびハブ部を有するプロペラ本体であって、アルミニウム合金からなり、６０Ｈｖ以上９５Ｈｖ以下のビッカース硬度を有するプロペラ本体と、前記プロペラ本体の表面を覆うように設けられたアルミニウム合金の陽極酸化皮膜とを備え、陽極酸化皮膜は、２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。陽極酸化皮膜は、好ましくは、３００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下の硬度を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
羽根部およびハブ部を有するプロペラ本体であって、アルミニウム合金からなり、６０Ｈｖ以上９５Ｈｖ以下のビッカース硬度を有するプロペラ本体と、
前記プロペラ本体の表面を覆うように設けられた前記アルミニウム合金の陽極酸化皮膜と、
を備え、
前記陽極酸化皮膜は、２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する船舶用プロペラ。
【請求項２】
前記陽極酸化皮膜は、３００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下の硬度を有する請求項１に記載の船舶用プロペラ。
【請求項３】
前記プロペラ本体は前記アルミニウム合金を用いてダイカスト鋳造法により成形されている請求項２に記載の船舶用プロペラ。
【請求項４】
前記アルミニウム合金は１．５ｗｔ％以下のケイ素を含むＡｌ−Ｍｇ系合金である請求項３に記載の船舶用プロペラ。
【請求項５】
前記Ａｌ−Ｍｇ系合金は、さらに０．５ｗｔ％以上１．８ｗｔ％以下の鉄およびマンガンの少なくとも一方を含む請求項４に記載の船舶用プロペラ。
【請求項６】
前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｓｉ系合金であり、焼きなまし処理が施されている請求
項３に記載の船舶用プロペラ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに規定される船舶用プロペラを備えた船外機。
【請求項８】
請求項７に規定される船外機を備えた船舶。
【請求項９】
アルミニウム合金を用いて、羽根部とハブ部とを有し、６０Ｈｖ以上９５Ｈｖ以下のビッカース硬度を有するプロペラ本体をダイカスト鋳造法により成形する工程と、
前記プロペラ本体を陽極酸化することにより、前記プロペラ本体の表面に２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する陽極酸化皮膜を形成する工程と、
を包含する船舶用プロペラの製造方法。
【請求項１０】
前記陽極酸化皮膜は、３００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下の硬度を有するように、陽極酸化に用いる電解浴の濃度および温度を調節する請求項９に記載の船舶用プロペラの製造方法。
【請求項１１】
前記アルミニウム合金は１．５ｗｔ％以下のケイ素を含むＡｌ−Ｍｇ系合金である請求項９に記載の船舶用プロペラの製造方法。
【請求項１２】
前記Ａｌ−Ｍｇ系合金は、さらに０．５ｗｔ％以上１．８ｗｔ％以下の鉄およびマンガンの少なくとも一方を含む請求項１１に記載の船舶用プロペラの製造方法。
【請求項１３】
前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｓｉ系合金であり、前記プロペラ本体を成形する工程は、ダイカストによる成形後、前記プロペラ本体に焼きなまし処理を施す工程を含む請求項９に記載の船舶用プロペラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶用のプロペラおよび船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機は、船舶の船尾に引っ掛けるだけで船体に取り付けられ、船内にスペースを占有しないため、プレジャボートや小型漁船などの小型の船舶に広く使用される。船体の大きさや用途に応じて、種々の出力の船外機が今日使用されている。
【０００３】
一般に、比較的大きな船舶にはステンレスからなるプロペラと大出力（例えば１００馬力以上）のエンジンを備えた船外機が用いられる。一方、比較的小さな船舶には、アルミニウムなどからなるプロペラと比較的出力の小さなエンジンを備えた船外機が用いられる。アルミニウムからなるプロペラは軽量であり、また、低コストで製造することが可能であるため、アルミニウムからなるプロペラは、小さな船舶用の船外機のプロペラとしての機能およびコストの点で、需要者の要求を満たすからである。
【０００４】
船舶用プロペラをアルミニウムによって形成する場合、海水によるアルミニウムの腐食を防止する必要がある。このため、一般的には、アルミニウムからなるプロペラ本体の表面に防食のための塗装を施したプロペラが広く使用されている。
【０００５】
特許文献１は、プロペラ表面に設ける塗装膜によってプロペラのエッジが鈍くなり、プロペラが回転した際の水切れが悪くなるのを解決するため、アルミニウムからなるプロペラに硬質アルマイト処理を施し、プロペラのエッジの鋭さを確保することが開示されている。
【特許文献１】実用新案登録第３０２９２１５号公報明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のアルミニウムからなる船外機用のプロペラには以下のような課題がある。
【０００７】
具体的には、小型船舶は、漁業や業務、レジャー等の目的で近海や河川で使用されることが多い。このような場所では、流木や硬い木の実などが水面近傍を浮遊していることがあり、こうした浮遊物が船外機のプロペラと衝突する可能性がある。また、河川を走行する場合は、川岸や川底から生育する草木と接触する可能性がある。こうした浮遊物と衝突したり、草木と接触したりすると、プロペラは変形し、変形によってプロペラによる推進力が大きく低下してしまう。
【０００８】
また、船外機を備えた小型船舶は砂地の海岸に引き上げて係留したり、川岸の浅瀬に係留したりすることがある。このため、船舶を係留する際あるいは係留場所から河川や海へ出航する際、砂を巻き上げ、砂を含んだ水中でプロペラを回転させることによってプロペラの表面が摩耗することがある。摩耗によりプロペラの表面の塗料が剥げると、プロペラ本体が腐食したり、さらにプロペラ本体が研磨されたりする可能性がある。
【０００９】
こうした課題は船外機を備えた船舶のみならず、エンジンが船内に設置される小型の船舶においても生じていた。
【００１０】
特許文献１は、防食用の塗装膜の代わりに、アルミニウムに対する防食性皮膜として知られているアルマイト層を形成することを開示しているに過ぎず、上述の課題についてはなんら開示も示唆もしていない。また、プロペラのエッジが鈍くなるのを防ぐために、硬質アルマイト層を厚く形成することはできない。このため、特許文献１のプロペラの硬質アルマイト層の厚さはせいぜい１５μｍ程度であり、十分な耐摩耗性および耐変形性が得られないと考えられる。
【００１１】
本発明はこのような従来技術の課題を解決し、耐摩耗性および耐変形性に優れた船舶用のプロペラおよび船外機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の船舶用プロペラは、羽根部およびハブ部を有するプロペラ本体であって、アルミニウム合金からなり、６０Ｈｖ以上９５Ｈｖ以下のビッカース硬度を有するプロペラ本体と、前記プロペラ本体の表面を覆うように設けられた前記アルミニウム合金の陽極酸化皮膜とを備え、前記陽極酸化皮膜は、２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。
【００１３】
ある好ましい実施形態において、前記陽極酸化皮膜は、３００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下の硬度を有する。
【００１４】
ある好ましい実施形態において、前記プロペラ本体は前記アルミニウム合金を用いてダイカスト鋳造法により成形されている。
【００１５】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金は１．５ｗｔ％以下のケイ素を含むＡｌ−Ｍｇ系合金である。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記Ａｌ−Ｍｇ系合金は、さらに０．５ｗｔ％以上１．８ｗｔ％以下の鉄およびマンガンの少なくとも一方を含む。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｓｉ系合金であり、焼きなまし処理が施されている。
【００１８】
本発明の船外機は、上記いずれかに規定される船舶用プロペラを備える。
【００１９】
本発明の船舶は、上記船外機を備える。
【００２０】
本発明の船舶用プロペラの製造方法は、アルミニウム合金を用いて、羽根部とハブ部とを有し、６０Ｈｖ以上９５Ｈｖ以下のビッカース硬度を有するプロペラ本体をダイカスト鋳造法により成形する工程と、前記プロペラ本体を陽極酸化することにより、前記プロペラ本体の表面に２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する陽極酸化皮膜を形成する工程とを包含する。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記陽極酸化皮膜は、３００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下の硬度を有するように、陽極酸化に用いる電解浴の濃度および温度を調節する。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金は１．５ｗｔ％以下のケイ素を含むＡｌ−Ｍｇ系合金である。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記Ａｌ−Ｍｇ系合金は、さらに０．５ｗｔ％以上１．８ｗｔ％以下の鉄およびマンガンの少なくとも一方を含む。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金はＡｌ−Ｓｉ系合金であり、前記プロペラ本体を成形する工程は、ダイカストによる成形後、前記プロペラ本体に焼きなまし処理を施す工程を含む。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、プロペラの表面が硬度の高い陽極酸化皮膜によって覆われており、プロペラ本体は適度な弾性変形特性を有するため、流木などが衝突しても羽根が欠けたり、塑性変形したりすることを防止することができる。また、耐摩耗性に優れる。したがって、耐久性に優れた船舶用のプロペラが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明による船舶用プロペラおよび船外機の実施形態を説明する。
【００２７】
図１（ａ）は、本発明による船外機を備えた船舶５０の側面図である。船舶５０は、船体５１と船外機５２とを備える。船外機５２は、クランプ１６、プロペラ２７および操舵ハンドル２２を含み、クランプ１６によって船体５１の船尾１２に取り付けられている。操縦者は操舵ハンドル２２により、船外機５２の向きを調節し、船舶５０の進行方向を変えることができる。
【００２８】
図２は、船外機５２の側面図である。船外機５２は、エンジン４８を含み、エンジン４８の回転駆動力は、駆動ギア２３が取り付けられた駆動軸２１に伝達される。プロペラ２７の回転方向を変えることにより、船舶５０を前進または後退させるために、船外機５２は切換機構４１とクラッチ装置２５とを備えている。クラッチ装置２５は前進ギア３１および後退ギア３３を含み、切換機構４１に連結されたシフトレバー４９を操作することにより、前進ギア３１または後退ギア３３の一方を選択的に駆動ギア２３と噛み合わせる。これにより、出力軸２９に固定されたプロペラ２７が順方向または逆方向に回転する。エンジン４８およびこれらの駆動機構はケーシング１４およびカウリング１０の内部に収納されている。
【００２９】
本発明の船舶用プロペラは船外機に好適に用いられるが、エンジンが船体内に搭載される（インボードとも言う）船舶にも適している。図１（ｂ）は、本発明の船舶用のプロペラ２７を備えた船舶１５０の側面図である。船舶１５０の船体１５１内にエンジン１５２が設置されており、エンジン１５２の駆動力がシャフトを介して船底後部において回転可能なように支持されるプロペラ２７に伝達される。
【００３０】
図３は、プロペラ２７を示す平面図である。プロペラ２７は羽根部６１と羽根部６１が接続されたハブ部６２とを含む。ハブ部６２は本実施形態では、外側ハブ７０、内側ハブ７１および外側ハブ７０と内側ハブ７１とを接続するリブ７２を含んでいる。本実施形態では、船外機５２が、エンジン４８の排気ガスを内側ハブ７１と外側ハブ７０との間の空隙７２ｈからプロペラ２７の後方へ噴出する構造を採用している。このようにハブが二重になっている。しかし、船外機５２が他の場所から排気ガスを放出する場合には、ハブ部６２は一重構造を採用していてもよい。羽根部６１の数や形状に特に制限はなく、図３に示す形状以外の形状をプロペラ２７は備えていてもよい。
【００３１】
ハブ部６２の内側ハブ７１は円筒状の内空間を規定しており、この内空間内にブッシュ７３が圧入されている。ブッシュ７３はゴムなどの弾性体からなり、ブッシュ７３と内側ハブ７１との摩擦により内側ハブ７１内においてブッシュ７３が固定されている。ブッシュ７３の中心には穴７３ｃが設けられており、穴７３ｃに船外機５２の出力軸２９が挿入される。
【００３２】
ブッシュ７３と内側ハブ７１とは摩擦により固定されているため、プロペラ２７が回転中に流木などに衝突した場合、ブッシュ７３が内側ハブ７１に対してスリップすることにより、出力軸２９は回転しながらプロペラ２７は停止することができる。これにより、プロペラに異物が衝突し、プロペラ２７の回転が停止しても、出力軸２９やエンジン４８の回転を停止させ、クラッチ装置２５やエンジン４８の回転を停止させて各種のギアが破損したり、エンジン４８が故障したりするのを防止する。
【００３３】
本発明の船外機５２のプロペラ２７は、耐摩耗性および耐変形性に優れた特性を発揮するように、プロペラ２７が所定の硬度を有するアルミニウム合金からなり、プロペラ２７全体の表面が陽極酸化皮膜に覆われている。図４は、プロペラ２７の羽根部６１の断面の一部を示している。羽根部６１は、羽根部本体６１ｂと羽根部本体６１ｂの表面に設けられたアルミニウム合金の陽極酸化皮膜６１ｃとを含む。図示しないが、ハブ部も同様にハブ本体とハブ本体の表面を覆う陽極酸化皮膜とを含んでおり、羽根部本体６１ｂおよびハブ本体とによってプロペラ本体を構成している。
【００３４】
プロペラ２７全体は、流木等の異物が衝突した場合に、適度に弾性変形することにより衝突によるエネルギーを吸収し、プロペラ全体の塑性変形を防ぐことが好ましい。このため、プロペラ本体は、６０Ｈｖ以上９５Ｈｖ以下のビッカース硬度を有していることが好ましい。プロペラ本体の硬度が６０Ｈｖより小さい場合、プロペラ２７全体の強度が十分得られない。また、プロペラ本体の硬度が９５Ｈｖよりも大きい場合、異物との衝突により、羽根部６１に欠けが生じやすくなる。羽根部６１に欠けが生じたり、変形が生じたりすると、船外機５２の推進力が大きく低下する。なお、エッジ部を除く羽根部の外周先端の厚さは１．０ｍｍ〜４．０ｍｍである。
【００３５】
プロペラ本体はアルミニウム合金によって成形されている。製造コストを低減し、羽根部６１とハブ部６２との接合強度を高めるため、鋳造によって一体的にプロペラ２７の形状を成形することが好ましく、より好ましくは、ダイカスト鋳造法により成形することがより好ましい。このため、ダイカスト鋳造法により成形が容易な組成のアルミニウム合金からプロペラ本体は成形されていることが好ましい。
【００３６】
具体的には、アルミニウム合金は１．５ｗｔ％以下のケイ素を含むＡｌ−Ｍｇ系合金であることが好ましい。アルミニウム合金中のケイ素の含有量が多くなると、鋳造時の湯流れが良好となり、ダイカスト法による鋳造が容易となる。しかし、ケイ素の含有量が１．５ｗｔ％より多くなると、アルミニウム合金は硬く脆くなり、プロペラ本体のビッカース硬度が９５Ｈｖよりも大きくなってしまう。このため、適切な変形能が得られなくなる。
【００３７】
アルミニウム合金は、より好ましくは、さらに０．５ｗｔ％以上１．８ｗｔ％以下の鉄およびマンガンの少なくとも一方を含む。鉄およびマンガンの少なくとも一方を上述の割合で含むことにより、ダイカスト成形時に鋳型からの離型性が向上し、鋳型への焼き付きを防止することができる。
【００３８】
例えば、Ａｌ−４Ｍｇ−０．８Ｆｅ−０．４Ｍｎ、Ａｌ−５Ｍｇ-１．３Ｓｉ−０．８Ｆｅ−０．８Ｍｎ、Ａｌ−４．５Ｍｇ−１．１Ｆｅ−０．７Ｍｎ、Ａｌ−６．５Ｍｇ−１．１Ｆｅ−０．７Ｍｎなどの組成を有するＡｌ−Ｍｇ系合金を用いることができる。
【００３９】
上述したように、ケイ素の含有量を制限する主な理由は、プロペラ本体のビッカース硬度Ｈｖが高くなり過ぎるからである。したがって、焼きなましなどの熱処理を行って、プロペラ本体のビッカース硬度Ｈｖを低下させる場合には、ケイ素の含有量を増加させて、ダイカスト法による鋳造を容易にすることができる。具体的には、プロペラ本体はＡｌ−Ｓｉ系合金からなり、ダイカスト法による成形後、焼きなまし処理が施されていてもよい。
【００４０】
例えば、Ａｌ−１０Ｓｉ−０．４Ｍｇ−０．５Ｍｎ、Ａｌ−９Ｓｉ−０．７Ｆｅ−０．５Ｍｎなどの組成を有するＡｌ−Ｓｉ系合金を用いることができる。この場合、たとえば、３５０℃で１．５時間加熱した後、空冷するという条件で焼きなましを行うことにより、ダイカスト法による鋳造後に、プロペラ本体の硬度が１０６Ｈｖ程度であっても、硬度を６５Ｈｖ程度に低下させることができる。
【００４１】
プロペラ本体の表面を覆うアルミニウム合金の陽極酸化皮膜は、プロペラ本体の表面を陽極酸化することにより形成される。図５は、陽極酸化皮膜を形成する前の羽根部本体８１の断面の一部を示している。羽根部本体８１に陽極酸化を施すことにより、表面領域８１ａが酸化され、酸化アルミニウムからなる陽極酸化皮膜６１ｃとなる。また、表面領域８１ａに挟まれた残りの部分８１ｂが羽根部本体６１ｂとなる。
【００４２】
一般にアルミニウム合金の陽極酸化皮膜は、高い硬度を有する。このため、陽極酸化皮膜が形成されたプロペラ２７は高い耐摩耗性を備える。陽極酸化皮膜は、より好ましくは、３００Ｈｖ以上４５０Ｈｖの硬度を有する。３００Ｈｖよりも陽極酸化皮膜の硬度が小さい場合、十分な高い耐摩耗性能が得られない。また変形能も低下してしまう。一方、陽極酸化皮膜の硬度は大きいほど好ましい。しかし、４５０Ｈｖの硬度を有する陽極酸化皮膜を得ようとする場合、特殊な処理液を用いなければならず、陽極酸化皮膜の製造コストが上昇する。
【００４３】
陽極酸化皮膜は、好ましくは、２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有する。陽極酸化皮膜の厚さが２０μｍより小さい場合、耐摩耗性および耐変形特性が十分に得られない。陽極酸化皮膜が厚いほど耐摩耗性は向上するが、陽極酸化皮膜の形成に時間を要し、生産性が低下する。実用上、１００μｍの厚さを陽極酸化皮膜が備えていれば、プロペラ２７は従来のプロペラに比べて優れた耐摩耗性を示す。
【００４４】
陽極酸化皮膜の硬度は陽極酸化に用いる電解浴の濃度および温度を変化させることにより、調節することができる。陽極酸化皮膜の厚さは、陽極酸化の時間により調整することができる。陽極酸化皮膜を形成するための陽極酸化処理方法としては、硬質皮膜を形成する処理方法を用いることが好ましく、硫酸やしゅう酸等の電解液を用いることができる。
【００４５】
本発明のプロペラは、例えば、以下の手順により製造される。図６に示すように、まず、例えばＡｌ−４Ｍｇ−０．８Ｆｅ−０．４Ｍｎの組成を有するアルミニウム合金を溶解し（ステップＳ１０１）、溶湯をダイカスト法によって、図３に示す形状の鋳型に注入する（ステップＳ１０２）。冷却後、鋳型から取り出したプロペラ本体から溶湯注入のためのゲートを切断し、羽根部の厚さや形状の調整など、プロペラ本体が所定の形状となるように切削加工する（ステップＳ１０３）。また、表面に生成した酸化膜を除去する。
【００４６】
次に、プロペラ本体表面の脱脂およびエッチングを行って（ステップＳ１０４）、プロペラ表面を清浄にした後、陽極酸化を行う（ステップＳ１０５）。例えば、１７％の硫酸浴を用い、プロペラ本体を陽極とし、浴温度４℃を保ちながら、４Ａ／ｄｍ2の定電流で３０分間酸化を行う。これにより、４０μｍの厚さおよび４００Ｈｖの硬度を有する、陽極酸化皮膜が得られる。
【００４７】
次に、必要に応じて染色を行う（ステップＳ１０６）。染色は、染料による着色、電界着色などを利用することができ、陽極酸化皮膜の微細孔中に染料や金属酸化物を析出させることによって行う。その後、脱色や耐食不良が生じないように、微細孔の封孔処理を行う（ステップＳ１０７）。
【００４８】
その後、プロペラのハブにブッシュを圧入し（Ｓ１０８）、完成検査（Ｓ１０９）を経て、プロペラが完成する。
【００４９】
このような構造を有するプロペラ２７は、プロペラ本体が適度な弾性変形特性を有し、プロペラ２７の表面が硬度の高い陽極酸化皮膜によって覆われているため、流木などが衝突しても羽根が欠けたり、塑性変形したりし、推進力が低下することを防止できる。また、プロペラの変形や欠けによって、プロペラの重心がずれ、プロペラが回転すると異常な振動が生じて、エンジンやクラッチ機構などの船外機の本体へ悪影響を与えることを防止することができる。さらに、プロペラの表面が硬度の高い陽極酸化皮膜によって覆われているため、耐摩耗性に優れる。特に砂などが混じった水中でもプロペラ表面の摩耗を防止することができる。
【００５０】
したがって、本発明の船外機を備えた船舶は、流木に衝突してもプロペラの変形や欠けが生じにくく、また、砂地の浅瀬を航行してもプロペラの摩耗が防止できる。このため、漁業や業務、レジャー等の目的で近海や河川で使用される場合に、本発明の船外機を備えた船舶は優れた耐久性を示し、経済性に優れる。
【００５１】
（実験例）
本願発明による効果を確認するため、３つの組成のアルミニウム合金から成形したプロペラ本体の表面に陽極酸化皮膜を形成し、物理的特性等を調べた。また、比較のために、塗料およびめっきによりプロペラ本体に皮膜を形成した試料を作成し、特性を比較した。結果を以下の表１に示す。
【００５２】
アルミニウム合金として、Ａｌ−４Ｍｇ−０．８Ｆｅ−０．４Ｍｎ（以下組成Ａと称する）、Ａｌ−１０Ｓｉ−０．４Ｍｇ−０．５Ｍｎ（以下組成Ｂと称する）およびＡｌ−４．５Ｍｇ−０．７Ｆｅ−０．４Ｍｎ（以下組成Ｃと称する）の組成を有するアルミニウム合金を用意し、ダイカスト法によりプロペラ本体を成形した。
【００５３】
組成Ａを有する試料１〜１３、組成Ｂを有する試料１４〜１６および組成Ｃを有する試料１８、１９は熱処理を行っていない。また、組成Ｂを有する試料１７は焼きなましを行った。
【００５４】
組成Ａを有するプロペラ本体の試料２〜１０、組成Ｂを有するプロペラ本体の試料１５〜１７および組成Ｃを有するプロペラ本体の試料１８、１９に対して、厚さおよび硬度の異なる陽極酸化皮膜を形成した。
【００５５】
比較のため、試料１、１４および１１〜１３については、塗装による皮膜およびニッケル−リンめっきによる皮膜を形成した。
【００５６】
作成した試料の特性を以下のように評価した。
【００５７】
（外観）
拡散昼光によって試料表面から３００ｍｍ離間した位置において外観の良否を目視によって判定した。○、△および×は、それぞれ外観が均一、一部不均一および不均一であったことを示している。
【００５８】
（耐食性）
試料を５％の塩水に常温で１００時間浸漬し、外観によって良否を判定した。○は腐食が発生しなかったことを示し、△は一部分に腐食の発生が見られたことを示し、×は全体に腐食の発生が見られたことを示している。
【００５９】
（耐摩耗特性）
ＪＩＳ  Ｈ８５０１に規定される砂落とし摩耗試験を一定時間行い、外観によって判定した。○は素地であるプロペラ本体が露出していないことを示し、×はプロペラ本体が露出したことを示している。
【００６０】
（耐変形特性１）
４０馬力の船外機に試料を取り付け、回転数３０００ｒｐｍで硬質木片（紫檀）を連続的に一定時間プロペラに衝突させ、羽根の変形を調べた。○は羽根の変形が見られなかったこと示し、×は羽根の変形が見られたことを示している。
【００６１】
（耐変形特性２）
試料を固定し、羽根部に静荷重を加えていき、割れが発生するまでの最大荷重値と変形量で判定した。○は荷重値および変形量が規定値以上であったことを示し、×は規定値以下であったことを示している。
【００６２】
（判定）
外観以外の特性評価において、１つ以上×と判定された評価項目のある試料を×と判定した。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
表１に示すように、試料１〜１４、１８、１９の外観はいずれも良好であったが、試料１５〜１７の外観は一部不均一であった。これは、試料１５〜１７の組成にケイ素が多く含まれるため、ダイカストによる成形の際、溶湯が早く冷める部分においてケイ素の析出が多く見られ、その結果、陽極酸化皮膜の膜厚や組成が不均一になっているためであると考えられる。外観に関する限り、一部の均一性が悪いものの、大きく美観を損ねるほど外観が不良な試料はなかった。
【００６５】
耐食性については、陽極酸化皮膜の場合、膜厚が２０μｍ以上であれば、十分な耐食性を備えていることが分かった。また、塗料を皮膜として用いた試料も十分な耐食性を備えていることが分かった。一方、電解めっきおよび無電解めっきによって形成したニッケル−リンめっきによる皮膜では耐食性が十分ではないことが分かった。
【００６６】
耐摩耗特性については、試料１および１４から分かるように、塗料の皮膜は、十分な耐摩耗特性を備えていない。また、陽極酸化皮膜を有する試料のうち、試料２および１５の耐摩耗特性が劣っていた。これは、陽極酸化皮膜の厚さが２０μｍ以下であり、かつ、陽極酸化皮膜の硬度が３００Ｈｖよりも小さいことが原因と考えられる。試料３の結果から、陽極酸化皮膜が２０μｍであっても硬度が３００Ｈｖあれば十分な耐摩耗特性が得られることが分かる。
【００６７】
耐変形特性１については、試料１、２、１４および１５は、木材の衝突に対して十分な弾性変形を示さない。塗装による皮膜や、厚さが２０μｍより小さく、かつ、硬度が３００Ｈｖよりも小さい陽極酸化皮膜は表面の強度が十分ではないため、プロペラ本体の変形能が高くても、流木などとの衝突によって羽根部が変形してしまうと考えられる。
【００６８】
耐変形特性２は、プロペラ本体の変形能を示す。試料１８、１９から分かるように、プロペラ本体の硬度が９５Ｈｖでも十分な変形能を有している。しかし、試料１４、１５および１６は、プロペラ本体の硬度が１０２Ｈｖであるため、変形能が十分ではない。これは試料１４、１５および１６のプロペラ本体を構成するアルミニウム合金にケイ素が多く含まれるため、硬く、脆いことが原因であると考えられる。一方、試料１７の結果から明らかなように、同じ組成のアルミニウム合金からなるプロペラであっても、焼きなましをすることにより、プロペラ本体の硬度が低下し、十分な変形特性を示す。このため、試料１７の耐変形特性２の評価が優れていると考えられる。つまり、比較的やわらかいプロペラ本体と通常より厚く形成された硬い陽極酸化皮膜によって耐変形特性２が向上している。
【００６９】
これらの結果から、プロペラ本体が６０Ｈｖ以上９５Ｈｖ以下のビッカース硬度を備え、２０μｍ以上１００μｍ以下の厚さ、および、３００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下の硬度を有する陽極酸化皮膜が表面に形成された試料３〜１０および試料１７〜１９が、耐摩耗性および耐変形特性に優れており、耐久性のある船外機用プロペラとして適していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、船舶用のプロペラおよび船外機は種々の船舶に好適に用いられ、特に、漁業や業務、レジャー等種々の目的に使用される小型船舶に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は本発明による船外機を備えた船舶を示す側面図であり、（ｂ）は本発明による船舶用プロペラを備えた船舶を示す側面図である。
【図２】本発明の船外機の実施形態を示す側面図である。
【図３】図２に示す船外機のプロペラを示す平面図である。
【図４】図３のプロペラの羽根部における一部断面を示す図である。
【図５】プロペラ本体を陽極酸化することにより、陽極酸化皮膜が生成することを説明する断面図である。
【図６】図３に示すプロペラの製造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１０    カウリング
１２    船尾
１４    ケーシング
１６    クランプ
２１    駆動軸
２２    操舵ハンドル
２５    クラッチ装置
２７    プロペラ
３１    前進ギア
３３    後退ギア
５０    船舶
５１    船体
５２    船外機
６１    羽根部
６２    ハブ部
７３    ブッシュ
【図１】
2008074390.tif 000004
【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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