(57)【要約】      （修正有）【課題】損傷時に交替しやすくするとともに、軽量化によって燃費を向上させ、大量生産が容易になるようにした船外機用超軽量複合材料プロペラを提供する。【解決手段】円筒状の胴体を有し、中心には軸方向の貫通孔１２が形成されたハブ１０と、ハブの外周面に取り付けられるブレードコア２０と、ハブの貫通孔内に取り付けられるゴムブッシングと、ハブの前端部に取り付けられ、ブレードコアがハブの前方に抜け出ることを防止するリング形のキャップと、を含む船外機用超軽量複合材料プロペラであって、ブレードコアはブレード２１とコア２２の一体型結合体であり、コアはハブの外周面を成す胴体の一部を予めブレードの下端部に一体となるように結合したもので、ハブとブレードコアの結合及び分離のための抜き差し可能な構造を有する。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴体を有し、中心には軸方向の貫通孔（１２）が形成されたハブ（１０）と、前記ハブ（１０）の外周面に取り付けられるブレードコア（２０）と、前記ハブ（１０）の前記貫通孔（１２）内に取り付けられるゴムブッシング（３０）と、前記ハブ（１０）の前端部に取り付けられ、前記ブレードコア（２０）が前記ハブ（１０）の前方に抜け出ることを防止するリング形のキャップ（４０）と、を含む船外機用超軽量複合材料プロペラであって、
前記ブレードコア（２０）はブレード（２１）とコア（２２）の一体型結合体であり、
前記コア（２２）は前記ハブ（１０）の外周面を成す胴体の一部を予め前記ブレード（２１）の下端部に一体となるように結合したもので、前記ハブ（１０）と前記ブレードコア（２０）の結合及び分離のための構造を有し、
前記コア（２２）は断面凹字形に陥没して軸方向への直線形に形成される嵌合溝（２２ａ）を備え、前記ハブ（１０）は、外周面に一定間隔で突出し、断面凸字形に軸方向への直線形に形成される嵌合突条（１０ａ）を備え、前記嵌合突条（１０ａ）を前記嵌合溝（２２ａ）に差し込んだり抜き出す過程によって前記ハブ（１０）と前記ブレードコア（２０）の結合及び分離がなされ、
前記嵌合溝（２２ａ）の一側には前記コア（２２）の両端が軸の中心方向に折り曲げられた折曲部（２２ａ−１）が位置し、前記嵌合溝（２２ａ）の他側には前記嵌合溝（２２ａ）を挟んで前記折曲部（２２ａ−１）と対向するように軸の中心方向に伸びた形状嵌合部（２２ａ−２）が位置し、
前記嵌合突条（１０ａ）は、上端の左右両側に位置する突出部（１０ａ−１）と、前記両側の突出部（１０ａ−１）の中間に位置する陥没部（１０ａ−２）とを含んでなり、
前記嵌合溝（２２ａ）と前記嵌合突条（１０ａ）の結合時、前記折曲部（２２ａ−１）は前記陥没部（１０ａ−２）の左右半分に当たる空間に挿入され、前記形状嵌合部（２２ａ−２）は前記両側の突出部（１０ａ−１）のいずれか一方の突出部（１０ａ−１）と対応形状で結合して前記突出部（１０ａ−１）の外周を取り囲むことを特徴とする、船外機用超軽量複合材料プロペラ。
【請求項２】
前記嵌合溝（２２ａ）は軸の中心方向に行くほど幅が次第に減少し、前記嵌合突条（１０ａ）は軸の中心方向に行くほど幅が次第に減少することを特徴とする、請求項１に記載の船外機用超軽量複合材料プロペラ。
【請求項３】
前記ハブ（１０）の後端部には前記ハブ（１０）の周りを取り囲みながら突出した形状を有する遮断フランジ１１が取り付けられることにより、前記ブレードコア（２０）が前記ハブ（１０）の後方に抜け出ることを防止することを特徴とする、請求項１に記載の船外機用超軽量複合材料プロペラ。
【請求項４】
前記ハブ（１０）はアルミニウムから、前記ブレードコア（２０）及び前記キャップ（４０）は複合材料から製作されることを特徴とする、請求項１に記載の船外機用超軽量複合材料プロペラ。
【請求項５】
前記ゴムブッシング（３０）の直径は前記貫通孔（１２）の直径より５〜１０ミリメートルほど大きいことを特徴とする、請求項１に記載の船外機用超軽量複合材料プロペラ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、船外機用超軽量複合材料プロペラに関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機（Ｏｕｔｂｏａｒｄ  Ｍｏｔｏｒ）は、小型ボートなどの船舶の船尾に装着される推進機関であり、船外機の動作によって船舶を推進することができる。通常、船外機はゴムボートの船尾に装着されることが一般的であるが、ゴムボート以外の小型船舶にも取り付けられる。
【０００３】
船外機は、推進機関であるから、船舶とは別個に製造される。すなわち、船外機は、内燃機関を用いるが、その構造及び行程が自動車又はバイクの内燃機関とは大いに違うため、船外機を製造する製造社が船舶を製造する製造社と違うことがある。
【０００４】
船外機に対する技術の大部分は日本を含めた外国会社で保有しているので、現在市中で販売されている船外機は輸入に大きく寄り掛かるしかない。船外機はその構造上複雑な推進機関であるだけでなく輸入製品という点で、例えば２馬力を基準としておよそ１５０万ウォンに至るほどに高価である。したがって、海上スポーツを楽しむ人々に大きな負担をかける。それだけでなく、現在市中で販売されている船外機が高価の製品であるにもかかわらず、複雑な構造を有するだけでなく取り扱う所が極めて制限的であるため、船外機の使用及び維持補修にも高い費用がかかってしまう。したがって、これを解決することができる船外機の国産化技術の開発が至急な実情である。
【０００５】
一方、船外機用プロペラも海外輸入に寄り掛かっているが、このような船外機用プロペラは耐食性及び強度を最大化するために高価の非鉄金属を使うので、重量が大きく精密鋳造製作のため大量生産に適しない。また、プロペラの損傷時、出力損失及び振動が発生し、熔接修理が必要であって修理コスト及び時間が多大にかかる問題点がある。そして、プロペラの損傷が大きい場合、プロペラ全体を取り替えなければならないため、費用的な側面で多くの損失が発生する問題点がある。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は、前記のような問題点を解決するために提案されたもので、ハブとブレードを分離型に構成することによってプロペラの損傷時に交替しやすくするとともに、複合材料の使用による製品軽量化によって燃費を向上させ、大量生産が容易になるようにした船外機用超軽量複合材料プロペラ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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本考案は円筒状の胴体を有し、中心には軸方向の貫通孔が形成されたハブと、前記ハブの外周面に取り付けられるブレードコアと、前記ハブの前記貫通孔内に取り付けられるゴムブッシングと、前記ハブの前端部に取り付けられ、前記ブレードコアが前記ハブの前方に抜け出ることを防止するリング形のキャップと、を含む船外機用超軽量複合材料プロペラであって、前記ブレードコアはブレードとコアの一体型結合体であり、前記コアは前記ハブの外周面を成す胴体の一部を予め前記ブレードの下端部に一体となるように結合したもので、前記ハブと前記ブレードコアの結合及び分離のための構造を有することを特徴とする、船外機用超軽量複合材料プロペラを提供する。
【考案の効果】
【０００８】
本考案によれば、船外機用プロペラの損傷時、ハブ、ブレード、ゴムブッシングの入替えが容易であるので、修理コスト及び時間を削減し、複合材料の使用による製品軽量化によって燃費を向上させ、大量生産が容易である効果を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案による船外機用超軽量複合材料プロペラの結合状態を示す図である。
【図２】本考案による船外機用超軽量複合材料プロペラの分離状態を示す図である。
【図３】本考案によるブレードコアとハブの結合状態を示す図である。
【図４】本考案によるハブの分離された形状を示す図である。
【図５】本考案によるブレードコアの分離された形状を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本考案について詳細に説明する。
【００１１】
本考案の重要な特徴は、船外機用プロペラを構成するハブ（Ｈｕｂ）１０とブレード（Ｂｌａｄｅ）２１が分離型になっている点である。図１は本考案の結合状態を、図２は本考案の分離状態を示す。
【００１２】
ハブ１０は軸（図示せず）と連結され、ブレード２１はハブ１０と結合される。エンジンの駆動時、軸が回転すれば、軸と連結されたハブ１０が回転する。これにより、ハブ１０と結合されたブレード２１が回転しながら推進力を発生させる。ブレード２１とハブ１０の結合に関連して、通常のプロペラはハブ１０にブレード２１が一体に固定された状態に製作されるので、後でハブ１０からブレード２１のみ別に分離することが容易でない。しかし、本考案の場合、ブレード２１とハブ１０は互いに分離できるように製作される。図３ではブレード２１とハブ１０が結合された状態を、図４及び図５ではハブ１０とブレード２１がそれぞれ分離された状態を確認することができる。
【００１３】
以下、ブレード２１とハブ１０の分離型構造について詳細に説明する。まず、本考案では、ハブ１０に対するブレード２１の分離及び結合のために‘ブレードコア（Ｂｌａｄｅ  Ｃｏｒｅ）２０’という独特な分離型構造を導出した（図５）。ブレードコア２０はブレード２１とコア２２の一体型結合体である。コア２２はハブ１０の外周面を成す胴体の一部を予めブレード２１の下端部に一体となるように結合しておいたものである。このようなコア２２の機能によってブレード２１はハブ１０に対して分離又は結合することができるようになる。ブレードコア２０がハブ１０に嵌合されれば、ブレードコア２０のコア２２はハブ１０の外周面に密着して外周面を取り囲むようになり、外観上では事実上ハブ１０と同様な機能をする（図１及び図３）。
【００１４】
ブレードコア２０をハブ１０に嵌合したり抜き出す過程によって、ブレード２１とハブ１０が互いに結合されたり分離される効果を有することができる（図２及び図３）。このために、コア２２はハブ１０との結合のための嵌合溝２２ａを備える（図３及び図５）。嵌合溝２２ａは断面凹字形に陥没して軸方向への直線形に形成される。これに対応するように、ハブ１０は円筒状の胴体の外周面に一定間隔で突出した嵌合突条１０ａを備える（図３及び図４）。嵌合突条１０ａは断面凸字形に軸方向への直線形に形成される。したがって、嵌合突条１０ａを嵌合溝２２ａの後端にちょっと差し込んだ状態でブレードコア２０を後方に押せば、そのままブレードコア２０がハブ１０に嵌合される（図２）。もちろん、この状態でブレードコア２０を前方に引っ張ると、ブレードコア２０が抜け出てハブ１０から分離される（図２）。この場合、嵌合溝２２ａと嵌合突条１０ａが共に軸方向に直線形に形成されているので、ブレードコア２０をハブ１０に嵌合したり抜き出す作業は、ただブレードコア２０を直線方向に押したり引っ張る行為のみで行うことができる。
【００１５】
一方、嵌合溝２２ａは軸の中心方向に行くほど幅が次第に減少し（図３及び図５）、嵌合突条１０ａは軸の中心方向に行くほど幅が次第に減少する（図３及び図４）。したがって、一旦ブレードコア２０がハブ１０に嵌合された状態となれば、ブレードコア２０は軸の円周方向には抜け出ることができない構造となる（図３）。よって、プロペラの回転時、ブレードコア２０が円周方向に相当な力（遠心力）を受けても、ブレードコア２０はこのような力に耐えてハブ１０に堅固に結合された状態を維持することができる。
【００１６】
一方、嵌合溝２２ａと嵌合突条１０ａのより詳細な構造を説明すると次のようである。嵌合溝２２ａの一側にはコア２２の両端が軸の中心方向に折り曲げられた折曲部２２ａ−１が位置し、嵌合溝２２ａの他側には嵌合溝２２ａを挟んで前記折曲部２２ａ−１と対向するように軸の中心方向に伸びた形状嵌合部２２ａ−２が位置する（図５）。嵌合突条１０ａは、上端の左右両側に位置する突出部１０ａ−１と、前記両側の突出部１０ａ−１の中間に位置する陥没部１０ａ−２とを含んでなる（図４）。嵌合溝２２ａと嵌合突条１０ａ間の結合時、折曲部２２ａ−１は陥没部１０ａ−２の左右中間に当たる空間に挿入され、形状嵌合部２２ａ−２は前記両突出部１０ａ−１のいずれか一方の突出部１０ａ−１と対応形状で結合して突出部１０ａ−１の外面を取り囲む（図３）。これにより、嵌合溝２２ａは突出部１０ａ−１の左右両側にかけて二つの支点を有する。これは技術的に次のような重要な意味がある。図１の実施例によれば、三つのブレードコア２０がハブ１０に嵌合されて一つの完全なプロペラを成している。船舶の運航中、プロペラは時計方向（前進）又は反時計方向（後進）に繰り返し回転し、これによってブレードコア２０も時計方向又は反時計方向に偏る力を繰り返し受けることになる。問題は、このような過程でブレードコア２０の間に離隔隙間が発生することがあり、これによってプロペラの振動が発生したり騷音が増すことがあるという点である。これは、一見してブレード２１とハブ１０が分離型構造になったプロペラだけが有する技術的限界であると言える。しかし、本考案は、前記問題を嵌合溝２２ａが突出部１０ａ−１の左右両側にかけて支点を有する構造によって解決した。図１の実施例において、プロペラの結合のために、三つのブレードコア２０は、コア２２の両端の嵌合溝２２ａが嵌合突条１０ａに嵌合される。この場合、嵌合突条１０ａの陥没部１０ａ−２には二つの折曲部２２ａ−１が陥没部１０ａ−２の左右半分に当たる空間をそれぞれ占めて、互いに当接した状態で挿入される。この状態で、突出部１０ａ−１は、プロペラの時計方向又は反時計方向への回転時、ブレードコア２０が一側に偏らないように保持する役割をする。すなわち、プロペラの時計方向又は反時計方向への回転時、突出部１０ａ−１の左右両側に接した折曲部２２ａ−１と形状嵌合部２２ａ−２が交互に突出部１０ａ−１に支持されることにより、ブレードコア２０が一側に偏らないようにする。これにより、プロペラの時計方向又は反時計方向への回転が繰り返されても、ブレードコア２０間の離隔隙間、より厳密に互いに当接した状態の折曲部２２ａ−１間の間隔は生じない。
【００１７】
これは本考案のような分離型装置（製品）において非常に重要な問題である。分離型装置は分離可能に製作されたものではあるが、一旦結合された状態でその結合状態が易しく解除されることは装置の堅牢性又は耐久性の次元で致命的な欠陷となることができるからである。しかし、本考案は、嵌合溝２２ａと嵌合突条１０ａの結合構造を前記のように構成することにより、ブレードコア２０とハブ１０が非常に容易に分離できるようにしながらも、一旦結合された状態ではその結合状態が易しく解除されないようにした。
【００１８】
一方、嵌合溝２２ａの一側面は折曲部２２ａ−１で、他側面は形状嵌合部２２ａ−２で、上面はコア２２で取り囲まれているので、図１及び図３の実施例に示すように、プロペラの結合時、嵌合突条１０ａがコア２２によって遮蔽されて外部環境に露出しない特性を有する。これにより、本考案によれば、嵌合突条１０ａ、より包括的にはハブ１０の損傷を防ぐ効果を有することができる。すなわち、船舶の運航中にプロペラは水中の浮遊物によくぶつかることになる。仮に、前記浮遊物が嵌合突条１０ａに直接衝突して嵌合突条１０ａが損傷や破損すれば、修理のためにハブ１０の全体を入れ替えなければならない問題が生じる。当然、この場合は修理作業も難しくて修理コストも非常に高くかかる。しかし、本考案によれば、嵌合突条１０ａが外部環境に露出しなく、水中の浮遊物と衝突し得る対象は嵌合突条１０ａやハブ１０ではないブレードコア２０に限定されるので、仮に水中浮遊物との衝突によってブレードコア２０が損傷や破損すれば、該当ブレードコア２０を他のものに入れ替えることのみで簡単に修理を完了することができる。このように、本考案は維持補修の次元でも相当な利点がある。
【００１９】
ハブ１０の後端部には遮断フランジ１１が設けられる（図３及び図４）。遮断フランジ１１はハブ１０の周りを取り囲みながら突出した形状を持っている。このような遮断フランジ１１は、ハブ１０に嵌合されたブレードコア２０がハブ１０の後方に抜け出ることを防止する役割を持つ（図２）。
【００２０】
このようにブレードコア２０がハブ１０に嵌合された状態でハブ１０の前端部の外周にリング形のキャップ４０が嵌合される（図１及び図２）。これにより、ブレードコア２０がハブ１０の前方に抜け出ることを防止することができる。キャップ４０はボルト結合によってハブ１０に固定されることができる。このように、本考案は、嵌合溝２２ａと嵌合突条１０ａの結合構造、及び遮断フランジ１１とキャップ４０の構成によってブレードコア２０とハブ１０の結合関係を非常に堅固にして製品の耐久性を高めることができる。本考案を分離する場合、一番先にキャップ４０から解体すれば良い。
【００２１】
一方、従来の船外機用プロペラは、耐食性及び強度を最大にするために、高価の非鉄金属を使うため、重量が重くなり、精密鋳造製作のため大量生産に適しない欠点があった。したがって、本考案はハブ１０をアルミニウムから、ブレードコア２０及びキャップ４０を複合材料から製作することによって製品の耐食性及び強度を維持しながらも軽量化した。特に、ブレードコア２０及びキャップ４０の複合材料射出成形によって製品の大量生産及びコスト節減の効果を有することを可能にした。
【００２２】
ハブ１０の中心には軸方向への貫通孔１２が形成され、前記貫通孔１２内にゴムブッシング（Ｂｕｓｈｉｎｇ）３０が取り付けられる（図２及び図４）。ゴムブッシング３０はハブ１０の内部で軸を取り囲むように取り付けられることにより、軸に加わる衝撃を緩和する作用を得るが、たまに外力が過度に作用してゴムブッシング３０が破裂することもある。この場合、ゴムブッシング３０を新しいものに入れ替えなければならない。ところが、ゴムブッシング３０がハブ１０にかなりきつく取り付けられているため、簡単に抜き出すことができなく、仮に海上でゴムブッシング３０が破裂する事故が発生した場合、人の力ではゴムブッシング３０を入れ替えることができず、大きな問題にぶつかることになる。
【００２３】
したがって、本考案は、ゴムブッシング３０を人の力で易しく入れ替えることができる適切な大きさとなるように設計した。好ましくは、ゴムブッシング３０の直径は貫通孔１２の直径より５〜１０ミリメートルほど大きく設計される。この場合、ゴムブッシング３０の材質がゴムであるから、ゴムブッシング３０を貫通孔１２に押し入れながらゴムブッシング３０の直径を５〜１０ミリメートルほど収縮させることは人の力でも充分に可能である。貫通孔１２に挿入されたゴムブッシング３０はゴムの弾性によって貫通孔１２の壁面に密着してハブ１０の内部にきつく取り付けられた状態となる。反対に、ゴムブッシング３０を入れ替えるためにゴムブッシング３０を抜き出すこともやはり人の力で充分に可能である。
【００２４】
以上で説明したように、本考案によれば船外機用プロペラの損傷時、ハブ１０、ブレード２１及びゴムブッシング３０の入替えが容易であるので、修理コスト及び時間が削減され、複合材料の使用による製品軽量化によって燃費を向上させ、大量生産を容易にする効果を有することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本考案によれば、船外機用プロペラの損傷時、修理コスト及び時間が削減され、製品の軽量化によって燃費を向上させ、大量生産を容易にする効果を有することができるので、本考案は造船海洋産業分野で広く用いてその実用的で経済的な価値を実現することができる技術である。
【符号の説明】
【００２６】
１０    ハブ
１０ａ    嵌合突条
１０ａ−１    突出部
１０ａ−２    陥没部
１１    遮断フランジ
１２    貫通孔
２０    ブレードコア
２１    ブレード
２２    コア
２２ａ    嵌合溝
２２ａ−１    折曲部
２２ａ−２    形状嵌合部
３０    ゴムブッシング
４０    キャップ
【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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