(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空のハブボディ（１１）と、
ハブボディ（１１）上に分配され、ハブボディ壁上の外部座面（１４Ｃ）と係合して脱着可能な状態でそれに固定される複数のプロペラ羽根（１６）と、
各プロペラ羽根（１６）のための複数の締結装置（１９、２１）とを備え、各締結装置は、ハブボディ（１１）のキャビティ（１１Ａ）からハブボディ壁内の開口部（２０）を通って延びハブボディ内に定置されるテンションロッド（１９）と、テンションロッドに取付けられさらにハブボディ壁（１４）のハブボディのキャビティ（１１Ａ）に面した側に対して支持されたフランジ部材（２２）とを含む、船用プロペラにおいて、
各締結装置（１９、２１）のフランジ部材（２２）は、テンションロッド（１９）のまわりに分配された複数の凹み（２３）とその凹みで受けられる引張部材（２４）とを有し、引張部材（２４）は、フランジ部材（２２）からハブボディ壁（１４）へと延びることができ、引張をテンションロッド（１９）に加えることを特徴とする、船用プロペラ。
【請求項２】
中空のハブボディ（１１）と、
ハブボディ（１１）上に分配され、ハブボディ壁上の外部座面（１４Ｃ）と係合して脱着可能な状態でそれに固定される複数のプロペラ羽根（１６）と、
各プロペラ羽根（１６）のための複数の締結装置（１９、２１）とを備え、各締結装置は、ハブボディ（１１）のキャビティ（１１Ａ）からハブボディ壁内の開口部（２０）を通って延びハブボディ内に定置されるテンションロッド（１９）と、テンションロッドに取付けられさらにハブボディ壁（１４）のハブボディのキャビティ（１１Ａ）に面した側に対して支持されたフランジ部材（２２）とを含み、
ハブボディ（１１）の壁（１４）内の前記開口部（２０）は細長く、プロペラ羽根（１６）は細長い開口部（２０）によって定められた角度範囲で羽根ピッチ角度（α）を調節するために座面（１４Ｃ）上で回ることができ、プロペラ羽根（１６）はまた、前記範囲内の選択された調節位置に締結装置（１９、２１）によってロックされることができる、船用プロペラにおいて、
各締結装置（１９、２１）のフランジ部材（２２）は、テンションロッド（１９）のまわりに分配された複数の凹み（２３）とその凹みで受けられる引張部材（２４）とを有し、引張部材（２４）は、フランジ部材（２２）からハブボディ壁（１４）へと延びることができ、引張をテンションロッド（１９）に加えることを特徴とする、船用プロペラ。
【請求項３】
テンションロッド（１９）がねじ接続によってプロペラ羽根（１６）に接続される、請求項１または２に記載の船用プロペラ。
【請求項４】
テンションロッド（１９）は植込ボルトであり、その一方端はプロペラ羽根（１６）へとねじ込まれ、フランジ部材（２２）は植込ボルトの他方端部へとねじ込まれたナットである、請求項１または２に記載の船用プロペラ。
【請求項５】
フランジ部材（２２）とテンションロッド（１９）とは一体の部品を形成する、請求項３に記載の船用プロペラ。
【請求項６】
フランジ部材（２２）は、少なくとも１つの硬質材料のワッシャー（２６）を介して、ハブボディ壁（１４）に対して支持される、請求項４に記載の船用プロペラ。
【請求項７】
ワッシャー（２６）の厚み、または合わせられたワッシャーの厚みが、開口部（２０）の幅の少なくとも０．３倍である、請求項６に記載の船用プロペラ。
【請求項８】
フランジ部材の凹み（２３）は、フランジ部材を通して延びた軸方向のねじ穴であり、引張部材（２４）は、その凹みで受けられる引張ねじである、請求項１または２に記載の船用プロペラ。
【請求項９】
酸化クロム層または炭化タングステン層等の摩擦強化材料が、ハブボディの座面（１４Ｃ）と、その座面に据付けられた、前記プロペラ羽根（１６）を前記ハブボディに固定するための羽根フランジ（１７）の内側表面（１７Ｃ）との少なくとも１つに付けられる、請求項１または２に記載の船用プロペラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は、組立式船用プロペラ、つまり、その羽根が脱着可能な状態でハブボディに固定される船用プロペラに関する。より具体的には、この発明は、中空のハブボディと、ハブボディ上に分配されハブボディの壁上の外部座面(bearing surface)と係合して脱着可能な状態でそれに固定される複数のプロペラ羽根とを有する組立式船用プロペラに関する。
【０００２】
調節可能な羽根を有する組立式プロペラ、すなわち、その羽根をハブボディ上の選択されたピッチ位置にまで移動させてその位置にロックすることができるプロペラにおいて、この発明は特に有用であるが、それに限定されるものではない。
【０００３】
このようなプロペラでは、羽根のピッチは、プロペラが回転しているときには変えられないという意味で固定されている。しかし、プロペラが静止しているときには、比較的狭いある範囲内でピッチを変えることが可能である。
【０００４】
船用プロペラのピッチをこのようにわずかに変えることは、プロペラを装備した船の動作条件の変化の結果として、たとえば夏期の動作から冬期の動作への変化、異なる最大速度での動作または異なる巡航速度での動作の結果として、時折必要とされる。
【０００５】
特許明細書ＧＢ−１  ４５５  ５０４およびＤＥ−４８３  ３１７、ならびに１９７４年にカールスタッズ  メカニスカ  ベルクスタッド（Karlstads Mekaniska Werkstad）（スウェーデン）によって発行された企業刊行物カメーバ  アーベーペー（KameWa ABP）（調節可能な組立式プロペラ）では、脱着可能な羽根の各々が複数のボルトでハブボディに固定された組立式船用プロペラの先行技術実施例の例がいくつか示されている。これらの先行技術のプロペラでは、プロペラ羽根はいくつかの締結装置でハブボディにロックされている。各締結装置は、ハブボディ内に形成された穴と羽根フランジ内に形成された穴とを通って延びそれによって羽根がハブボディの座面に据付けられる、ねじ込ボルトの形のテンションロッドを含む。
【０００６】
ＧＢ−１  ４５５  ５０４で示されるプロペラでは、ボルトは植込ボルトであって、ハブボディの内部から羽根フランジ内の盲ねじ穴へと通りその植込ボルトの内部端部にねじ込まれたナットで締められる。ハブボディに対して精密なピッチ位置に羽根がつけられるように合わせピンが使用される。ピッチを調節する措置はとられていない。
【０００７】
ＤＥ−４８３  ３１７で示されるプロペラでは、ボルトは、外側、つまり、水にさらされた羽根フランジの側から羽根フランジ内の細長い穴を通ってハブボディへと通る、頭部のあるボルトである。羽根フランジ内の穴の細長い形状の目的はピッチを調節可能にすることではないが、それでもこれによってピッチをいくらか調節することはできるであろう。
【０００８】
上述の企業刊行物で示されるプロペラでは、頭部のあるボルトは、ハブボディの内部から羽根フランジ内の盲ねじ穴へと通る。羽根フランジ内の穴とハブボディ内の穴とは、いくつかの異なる予め定められたピッチ位置が選択可能であるように配置される。羽根が異なるピッチ位置に正確につけられるように、合わせピンが使用される。羽根を調節すべきときは、まずボルトが緩められ、羽根がその縦軸を中心に回って調節可能な範囲内の所望の位置にまでくるように動かされ得る。それからボルトを締め、選択された位置に羽根をロックする。
【０００９】
理解されるように、羽根が選択された調節位置にしっかりとロックされることはとても重要なことである。それゆえに、ボルトが羽根フランジを座面に締付けなければならない力、従って、それによってボルトが締められなければならないトルクは、重要なものである。しかし、ボルト付近では、レンチまたは他の締付け工具を取付けるために利用可能なスペースは限られており、このためにおよび他の理由のために、満足のいくロッキングを保証するのに十分に大きいトルクを、羽根フランジとハブボディとの間の摩擦のみに依存して加えることは困難である。ボルトがハブボディの内部から締められる場合に特にこのことは当てはまる。
【００１０】
調節可能でない羽根を有する組立式プロペラにおいても、同じ問題が存在する。このようなプロペラにおいてでさえも、締結装置はかなりのトルクのもとで締められなければならない。
【００１１】
先行技術のプロペラでは、ハブボディに対して羽根を正確に位置付けさらに調節後のピッチの望ましくない変化を避けるために使用される合わせピンもまた、あるスペースを占める。このために、調節範囲内にあるわずか数個の固定されたピッチ位置のみしか実現できない。
【００１２】
調節範囲の制限内で実質的に連続して羽根を調節できること、つまり、所望により選択できる無限数の調節位置に羽根が調節できることと、選択された一つ一つすべての調節位置に合わせピンを使うことなく羽根を確実にロックできることとが望まれる。プロペラが調節可能な羽根を有する種類であるか否かにかかわらず、ハブボディの内部で使用され得るほどの十分に小さな工具を用いて、適切な力で、ハブボディの内部から締結装置を取付可能であることもまた望まれる。
【００１３】
よって、この発明の目的は、これらの所望の特性を有する初めに示された種類のプロペラを提供することである。
【００１４】
この発明によれば、独立請求項の特徴を述べた部分で述べられた特徴を有するプロペラでもって、この目的は達成される。従属請求項は、この発明によるプロペラの好ましい特徴に向けられる。
【００１５】
以下に続く説明から明らかになるように、ボルトの軸部であってもよいテンションロッドの各々には、ナットまたはボルト頭部等のフランジ部材を設けることができ、それは、テンションロッドのまわりに分配された複数の凹みと、これらの凹みで受けられさらにフランジ部材からハブボディ壁へと延びることができてハブボディ壁からフランジ部材を引き離しこれによってテンションロッドを引張力にさらす同様に複数の引張部材とを有する。
【００１６】
当然のことながら、各引張部材は、プロペラ羽根のハブボディへの確実な摩擦ロッキングを保証するためにテンションロッドに加えられなければならない全引張力のごく一部を加えるだけである。しかし、引張部材によって加えられる引張力を合わせたものは、強固な摩擦ロッキングを保証することができ、このことは、各締結装置のために単一の締結ボルト頭部または締結ボルト上のナットにトルクを加えた先行技術におけるプロペラ羽根の強固なロッキングに必要とされた力のごく一部よりも大きいものに個々の引張部材をさらす必要なしに達成される。
【００１７】
各引張部材を小さな力にさらすだけで、テンションロッドの引張は、引張部材がねじである場合には電動レンチ等の、小さな工具によって達成可能である。それゆえ、多くの場合においては引張操作をハブボディのキャビティ内から行なうことが可能である；この発明がかかわっている種類のプロペラは、通常はプロペラ羽根の位置を調節するときに機械工が手持ち式電動工具を用いてハブボディの内部で作業をするのに十分なほど大きい。
【００１８】
このような場合のテンションロッドは、ハブボディ上の座面に係合する羽根フランジの側からプロペラ羽根へと入ることができる。よって、それらは羽根フランジの厚みを完全に貫通して延びる必要はなく、それゆえに、羽根フランジは平滑な外表面を有することができる。このことはまた、ハブボディ上の座面に係合するフランジ面のすべてがテンションロッドの取付に利用可能であることを意味する。一方で、テンションロッドが、対向する側、つまり、水にさらされる側からフランジに入る場合には、テンションロッドの取付に利用可能なスペースはプロペラ羽根の根元によって制限される。
【００１９】
添付の図の中の例によって示された実施例、つまり調節可能な羽根を有する組立式プロペラの以下の説明から、この発明はより完全に理解されるであろう。
【００２０】
【詳細な説明】
図で示される組立式船用プロペラ１０は、その一部のみが示されその軸がＣによって指示されるプロペラ軸ＳにあるフランジＲにボルト締めされる。プロペラ１０は、ハブボディをプロペラ軸フランジＲにボルト締めする前壁１２、後壁１３および軸Ｃを中心に配置される４つの側壁１４を含む、ほぼ立方体の中空のハブボディ１１を含む。４つの側壁のうちの３つは図２で示され、４つ目は図１で示される。
【００２１】
プロペラ軸の軸Ｃを中心とする円形開口部１２Ａと１３Ａとは、前壁１２と後壁１３とに形成される。側壁１４に形成される円形開口部１４Ａは、互いと交差しかつプロペラ軸の軸Ｃと点Ｋで交差する直交軸Ｌ（その１つのみを図示）を中心とする。
【００２２】
そこを通してハブボディ１１のキャビティ１１Ａにアクセスできる後壁開口部１３Ａは、通常、脱着可能なカバー板１５によってきつく締められている。
【００２３】
各側壁１４の外表面は、軸Ｌを中心とする円形羽根フランジ１７によってハブボディ１１に固定されるプロペラ羽根１６のための、外部の平坦座面１４Ｃを形成する。円形の平坦突起１７Ａが、羽根フランジ１７のハブボディ１１に面する側に形成され、それは側壁１４の開口部１４Ａに向けて突出し、その結果、羽根フランジ１７を、したがってプロペラ羽根１６全体をハブボディ１１に関して中心あわせする。同じ側に、羽根フランジは、封止リング１８を収める環状のみぞを有し、それによって、羽根フランジは座面１４Ｃを封止した状態でそれと係合する。
【００２４】
十字構成で配置される４つのプロペラ羽根１６の各々は、複数の、例示される実施例では１６個の、植込ボルトの形のテンションロッド１９によってハブボディ１１に保持される。それは、軸Ｌを中心とする仮想の円筒表面Ｄに沿って等間隔に間をあけられ、それらの軸Ｔは、その円筒表面Ｄに含まれさらに軸Ｌに対して平行に延びる。
【００２５】
このようなテンションロッドまたは植込ボルト１９の各々は、わずかの隙間をあけて側壁１４内の開口部２０を通って延び、その一方端部が羽根フランジ１７内の盲ねじ穴１７Ｂにねじ込まれる。開口部２０は、植込ボルト１９の軸を含む上述の仮想の円筒表面Ｄに沿って、等間隔で分配される。
【００２６】
図４で示されるように、開口部２０は円周方向に細長く、このため、プロペラ羽根１６は軸Ｌを中心にしてわずかに回転運動してプロペラ羽根のピッチ角度αが数度の調節角度範囲で無段（連続）変化ができる。
【００２７】
植込ボルト１９の他方端部は、側壁１４の内側を超えて内部へと延び、ここで引張ナットと称される部品２１がそれにねじ込まれる。引張ナット２１は、プロペラ羽根フランジ１７を座面１４Ｃに大きな力で締付ける役目を果たす。それは、米国、ペンシルバニア州、カーネギー（Pennsylvania, Carnegie）の米国企業スーパーボルト（Superbolt）によって、商標スーパーボルト（登録商標  SUPERBOLT）のもとで販売されている種類（「トルクナット」（torquenut））のものである。
【００２８】
引張ナット２１は、植込ボルト１９の雄ねじと噛み合う雌ねじを備えたほぼ円筒型のナットボディの形のフランジ部材２２を含む。フランジ部材２２には、いくつかの、例示される実施例では１６個の、フランジ部材を通り抜けて延び円周上で等間隔に間をあけられた軸方向のねじ穴の形の凹みが設けられる。このような凹みの各々に、頭部２５を有する引張ねじ２４の形の引張部材が外側、つまり、フランジ部材２２のハブボディ壁１４の内側に面さない側からねじ込まれる。引張ねじ２４は、それが凹みに完全にねじ込まれたときその先端がフランジ部材２２の内側、つまり、ハブボディ壁１４に面する側から突出するような長さである。
【００２９】
引張ナット２１に関連して、金属ワッシャー２６がある。植込ボルト１９に滑り嵌めされているこのワッシャーは、引張ねじ２４によって生み出される高表面圧にそれが耐え得るように、少なくともフランジ部材２２に面する側では非常に硬い。
【００３０】
ワッシャーが開口部２０の開いている区域をつなぐ部分、つまり、植込ボルト１９で占められていない区域（図４参照）で、ワッシャーが過度に変形しないように、それはある最低限の厚みを有するべきである。所望ならば、例示されたワッシャー２６に、追加のワッシャー（図示せず）、好適には、スーパーボルト（登録商標  SUPERBOLT）引張ナットの標準部品を形成しかつフランジ部材２２に隣接して置かれる、非常に硬いが比較的薄いワッシャーを補足してもよい。その場合、ワッシャー２６は、それが唯一のワッシャーである場合よりもいくぶんか薄くてもよく、それほど硬くなくてもよい。好適には、ワッシャー２６の厚み、追加のワッシャーが使われる場合には２つのワッシャーが合わされた厚みは、開口部２０の径方向の幅の少なくとも０．３倍である。
【００３１】
プロペラ羽根１６を取付けるべきとき、これは、羽根フランジ１７の内側または底側１７Ｃが座面１４Ｃにあり、さらに羽根フランジ内の穴１７Ｂとハブボディ壁１４内の細長い開口部２０とが整合した状態で、置かれる。それから、植込ボルト１９がハブボディ１１のキャビティ１１Ａ内から羽根フランジ穴１７Ｂへとねじ込まれ、ワッシャー２６が植込ボルト１９にわたって滑り嵌めされ、さらに引張ナット２１が植込ボルトの突出した端部へとねじ込まれる。プロペラ羽根が所望の位置へと回された後、羽根フランジ１７とハブボディ壁１４との間、または後者とワッシャー引張ナットアセンブリとの間にギャップがなくなるまで、引張ナット２１が締められる。この締付けを、非常に大きなトルクを引張ナット２１に加える必要なしに、行なうことが可能である。引張ねじ２４が既にフランジ部材２２に挿入されているのならば、それらは、それらの先端がフランジ部材の内側から突出するまでねじ込まれるべきではない。
【００３２】
それから、各引張ナット２１の引張ねじ２４は締められ、ワッシャー２６を介してハブボディ壁１４を支持し、関連の植込ボルト１９が引張られるようにワッシャーからフランジ部材２２をリフトする。各引張ナット２１の多数の引張ねじ２４のために、植込ボルト１９への引張荷重を無理なく加えることが可能であり、しかもその引張荷重は、羽根フランジ１７と座面１４Ｃとの間の摩擦のみによって、プロペラ羽根を選択された位置に適切にロックするのに十分であり得る。よって、締付けは、ハブボディ１１のキャビティ１１Ａ内から小さな電動レンチの助けでもって達成可能である。最後にカバー板１５が装着される。
【００３３】
プロペラ羽根１６の設定を変える必要があるときには、カバー板１５が取除かれ、引張ねじ２４、従って引張ナット２１をも緩めて、プロペラ羽根を所望の新たな位置にまで回すことができ、そこで引張ナットと引張ねじとが再び締められる。
【００３４】
プロペラ１０が氷等の非常に過酷な状態のもとで動作しなければならない可能性があって、プロペラ羽根が過酷な荷重にさらされる場合、プロペラ羽根の望ましくない回転を避けるための追加のロッキングは、ハブボディの座面１４Ｃおよび／またはその関連の羽根フランジ１７の内側１７Ｃに摩擦強化材料をつけることによって、たとえば酸化クロム層または炭化タングステン層をそれらの表面の１つまたは両方にスプレーすることによって、達成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  プロペラおよびその関連のプロペラ軸の部分の側面図である。
【図２】  図１と類似した図であるが、プロペラ軸の軸を含む面に沿って切られたプロペラのハブボディの図である。
【図３】  図２で示されたハブボディの左上角およびプロペラ羽根フランジの隣接する部分の拡大断面図である。
【図４】  図３の線ＩＶ−ＩＶから見たハブボディの一部分の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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