JPH086712Y2 - 可変ピッチプロペラの翼角検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、舶用可変ピッチプロペ
ラの翼角を検出する機構に関し、更に詳しくは非接触式
の翼角検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、舶用推進機として、翼角を変更す
ることにより推力の方向を変更できる可変ピッチプロペ
ラを搭載した船舶が増加している。

【０００３】この可変ピッチプロペラは、プロペラ軸の
内側に翼角を変更する変節ロッドを設け、この変節ロッ
ドを往復動させることにより翼角を変更して推力の方向
を変更させることが可能な推進機である。そして、この
可変ピッチプロペラは、実翼角を検出することにより推
力の方向を算出するため、常に翼角を検出する必要があ
る。

【０００４】従来の可変ピッチプロペラの翼角を検出す
る制御装置として、実開昭49− 67393号記載の考案（従
来例Ｉ）がある。この考案における翼角を検出する具体
的な構造は、図６の一部断面図に示すように、翼角を変
更する伝達棒５１（変節ロッド）を駆動する変節ピスト
ン５２から棒５３を突出させ、この棒５３端部にプロペ
ラ駆動軸５４上に周設した追従輪５５を連結している。
そして、この追従輪５５の移動量を、追従輪５５の溝５
６に緩嵌したコマ部材５７の移動量からレバー５８の回
動角に変換し、レバー５８の他端に設けたロッド５９を
移動させることにより検出するものである。

【０００５】また、別の従来技術として実開昭57− 820
00号公報記載の考案（従来例II）がある。この公報記載
の考案は、可変ピッチプロペラの翼角等を電気的遠隔操
縦におけるホローアップ制御するための考案であるが、
翼角を変更する変節棒に連結された追従輪の移動量をレ
バーの回動角度で取り出し、その角度から翼角を算出す
る機構は上記従来例Ｉと同様の機構であり、従来は上述
したような機械的検出機構しかなかった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】上述したように従来の
可変ピッチプロペラの翼角を検出するための機構は、ピ
ストン５２に連動してプロペラ駆動軸５４と共に回転し
ながら軸方向に摺動して移動する追従輪５５と、この追
従輪５５の周方向に形成された溝５６に緩嵌されて摺動
しながら移動するコマ部材５７を有している。そして、
このコマ部材５７を一端に有し、支点を船体に固定した
レバー５８の回動角に変換して翼角を検出するよう構成
されたものである。

【０００７】従って、このような機械的検出機構の場
合、摺動部及び溝部等に必ず遊びを設ける必要があり、
この遊びが追従輪の位置を検出するときの誤差となり、
翼角誤差を生じてしまう。

【０００８】また、この構造の場合、追従輪は回転する
プロペラ駆動軸上を摺動しながら往復動するので、時間
の経過とともに摺動部が摩耗し、この摩耗により翼角誤
差を生じてしまう。このため、摺動部品は定期的に点検
して交換する必要があり、更に、追従輪の移動量を検出
するためにレバー５８等を用いた複雑なリンク機構が必
要となる。

【０００９】従って、従来のような機械的検出機構にあ
っては、部品の点検・交換あるいは部品の製作等に多く
の時間と費用を必要とした。

【００１０】本考案は上記課題に鑑みて、可変ピッチプ
ロペラの翼角を電気的な非接触の機構で検出することに
より、摺動部を無くして翼角誤差を生じないような翼角
検出装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案における可変ピッチプロペラの翼角検出装置
は、プロペラ翼を回転させるプロペラ軸と、該プロペラ
軸に内設され翼角を変更する変節ロッドと、該変節ロッ
ドを往復動させて翼角を変更するシリンダと、該シリン
ダを回転させる中間軸とを有し、該中間軸と上記プロペ
ラ軸とでプロペラ駆動軸を構成した可変ピッチプロペラ
において、上記シリンダのピストンに検出ロッドを設
け、該検出ロッドの一部にテーパ状の検出部を形成し、
該検出部の外周に位置するプロペラ駆動軸の少なくとも
１箇所以上に検出孔を設けると共に、該検出孔近傍の船
体側に非接触式変位検出手段を配設して、該非接触式変
位検出手段で上記検出部までの距離を計測することによ
り翼角を検出することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、ピストンを駆動させること
により変節ロッドを往復動させて翼角を変更すると、該
ピストンに設けた検出ロッドも往復動するので、この検
出ロッドの一部に形成したテーパ状の検出部も移動す
る。この時、検出部の外周位置のプロペラ駆動軸に設け
た検出孔から、該検出孔近傍の船体側に配設した非接触
式変位検出手段により上記検出部までの距離を計測し、
この距離を換算することにより翼角を検出する。

【００１３】このことにより、ピストンを往復動させた
場合、機械的誤差を生じることがなく、また、検出部に
摺動部分がないので摩耗することもなく、常に安定した
検出制度を保つことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は可変ピッチプロペラの翼角検出装置の概略
を示す側断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視の断面
図である。なお、非接触式変位検出手段として、例え
ば、レーザ式高応答非接触変位計を用いて計測すれば容
易に距離を計測することができるが、以下の説明では単
にレーザ光を用いた非接触式変位計で説明する。

【００１５】図１に示すように、可変ピッチプロペラの
構成としては、プロペラ翼１とプロペラボス２を回転駆
動する中空のプロペラ軸３と、このプロペラ軸３の船首
側に設けられた翼角変節用シリンダ４と、このシリンダ
４の船首側に設けられた中空の中間軸５からなり、上記
プロペラ軸３と中間軸５によりプロペラ駆動軸６を構成
している。そして、シリンダ４に設けられたピストン４
ａの船尾側には、上記プロペラ軸３内を貫通してプロペ
ラボス２内まで突出した変節ロッド７が設けられてお
り、この変節ロッド７の先端とプロペラ翼１の基部がリ
ンク機構８により連結されている。そして、この変節ロ
ッド７の往復動によりプロペラ翼１の基部を回動させる
ことにより翼角を変更するよう構成されている。

【００１６】一方、ピストン４ａの船首側には検出ロッ
ド９が設けられている。この検出ロッド９は中空の中間
軸５内で往復動可能に設けられており、船首側端部には
テーパ状の検出部１０が形成されている。

【００１７】そして、この検出部１０が往復動する位置
の外周部に位置する中間軸５には、上下２箇所に検出孔
１１が設けられており、上方の検出孔１１近傍の船体側
には検出孔１１から上記検出部１０を臨むように非接触
式変位計１２が配設されている。

【００１８】この非接触式変位計１２と、上記中間軸５
と検出部１０との関係は、図２に示すＡ−Ａ矢視の断面
図のように、中間軸５の２箇所に設けた検出孔１１から
検出ロッド９の検出部１０へレーザ光を発射できるよ
う、中間軸５の近傍に非接触式変位計１２が配設されて
おり、この非接触式変位計１２から発射したレーザ光が
検出部１０に反射して戻るまでの位相のずれから距離を
測定するようになっている。

【００１９】上記構成による翼角検出の動作を、図１〜
図４を参照しながら以下に説明する。ピストン４を駆動
して変節ロッド７を往復動させることにより、変節ロッ
ド７の反対位置に設けられた検出ロッド９と、この端部
に形成された検出部１０も移動する。この時、検出部１
０の位置する中間軸５の外部近傍に設けられた非接触式
変位計１２から発射されたレーザ光は、検出孔１１の無
い位置では中間軸５に反射し、検出孔１１の位置では検
出孔１１を介して検出部１０で反射し、これらの反射し
たレーザ光が非接触式変位計１２により検出される。

【００２０】この検出された信号は、この実施例では、
中間軸５の２箇所に検出孔１１を設けているので、非接
触式変位計１２の出力は軸が１回転する間に２回の高低
信号を繰り返すことになり、この信号は、図３に示す軸
回転角度と変位計出力とを示す線図のように、非接触式
変位計１２から中間軸５表面までの距離を示す低出力信
号Ｌと、検出部１０表面までの距離を示す高出力信号Ｈ
とからなる。

【００２１】この非接触式変位計１２により検出した信
号を、図４の電子回路を用いた演算装置１３を示すブロ
ック図のように、一定周波数以下を通すローパスフィル
タ１３ａを通した中間軸５表面までの低出力信号と、一
定周波数以上を通すハイパスフィルタ１３ｂを通した検
出部１０までの高出力信号を、それぞれ演算手段１３
ｃ，１３ｄにより演算して平均値を算出し、これらの平
均値を比較手段１３ｅで比較することにより中間軸５表
面からテーパ状の検出部１０表面までの距離を算出して
おり、この結果から演算回路１３ｆにより翼角を算出し
て翼角信号として出力している。なお、翼角を変更した
場合であっても、非接触式変位計１２により検出部１０
までの距離を常に検出しているので、翼角の変更に伴っ
て翼角信号も常時変更される。また、上記演算手段は公
知のマイクロコンピュータ等により構成されたものであ
る。

【００２２】このように、中間軸５表面までの距離と検
出部１０表面までの距離を検出し、これらの平均値を比
較することにより、中間軸５と検出ロッド９が軸心から
振れて回転している場合であっても、中間軸５表面と検
出部１０表面との距離を正確に計測することができる。
なお、軸の振れを考慮する必要が無い場合には、検出孔
１１の位置でのみレーザ光を発射するように制御しても
よい。

【００２３】ところで、上述した実施例のように非接触
式変位計１２からのレーザ光をテーパ状の検出部１０に
発射した場合、検出部１０のテーパ角に対応した角度で
反射するので、反射したレーザー光を検出するためには
長孔のような検出孔１１と、その検出孔に対応した大き
さの非接触式変位計１２が必要となる。そこで、図５に
示す検出部端部拡大断面図のように、テーパ状の検出部
１０表面を細かな階段状に形成することによりレーザ光
を真上に反射させれば、小さな検出孔１１と、その検出
孔に対応した非接触式変位計１２で検出することが可能
となる。

【００２４】また、上記実施例では、検出ロッド９の端
部に検出部１０を形成しているが、外径が変化する箇所
を形成すればよく、特に検出ロッド端部に限定されるも
のではない。

【００２５】なお、テーパ状の検出部１０の周方向に異
色の塗料をライン状に塗布しておけば、プロペラ駆動軸
６が回転中であっても検出孔１１からライトを照射する
ことにより概略の翼角を目視確認することが可能であ
り、電気系統が故障した場合でも実翼角を確認すること
ができる。

【００２６】また、検出部１０に目盛りを刻んでおくこ
とにより、プロペラ駆動軸６の停止中に実翼角を電気回
路を使用せずに確認することもできる。

【００２７】更に、非接触式変位検出手段としては上述
したレーザ式高応答非接触変位計以外の非接触式変位計
であってもよく、特に限定されるものではない。

【００２８】

【考案の効果】本考案によれば、電気的手段により翼角
を検出するので翼角検出部に機械的な遊びが無くなり、
検出精度が大幅に向上する。

【００２９】また、翼角を検出する機構に摺動部が無い
ため、摩耗による翼角誤差を生じることがなく、摺動部
が無いことにより、検出精度を保つための摺動部品の交
換をする必要もなくなる。

【００３０】更に、本考案によればテーパ状の検出部と
検出孔を設けることにより翼角を検出することができる
ので、従来のような複雑なリンク機構を必要とせず、大
幅なコストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る可変ピッチプロペラの翼角検出装
置の概略を示す側断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視の断面図である。

【図３】本考案の軸回転角度と変位計出力を示す線図で
ある。

【図４】本考案の演算装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】検出部端部の一実施例を示す拡大断面図であ
る。

【図６】従来の可変ピッチプロペラの翼角検出装置を示
す側断面図である。

【符号の説明】

１…プロペラ翼 ２…プロペラボス ３…プロペラ軸 ４…シリンダ ４ａ…ピストン ５…中間軸 ６…プロペラ駆動軸 ７…変節ロッド ８…リンク機構 ９…検出ロッド １０…検出部 １１…検出孔 １２…非接触式変位計（非接触式変位検出手段） １３…演算装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロペラ翼を回転させるプロペラ軸と、
   該プロペラ軸に内設され翼角を変更する変節ロッドと、
   該変節ロッドを往復動させて翼角を変更するシリンダ
   と、該シリンダを回転させる中間軸とを有し、該中間軸
   と上記プロペラ軸とでプロペラ駆動軸を構成した可変ピ
   ッチプロペラにおいて、 上記シリンダのピストンに検出ロッドを設け、該検出ロ
   ッドの一部にテーパ状の検出部を形成し、該検出部の外
   周に位置するプロペラ駆動軸の少なくとも１箇所以上に
   検出孔を設けると共に、該検出孔近傍の船体側に非接触
   式変位検出手段を配設して、該非接触式変位検出手段で
   上記検出部までの距離を計測することにより翼角を検出
   することを特徴とする可変ピッチプロペラの翼角検出装
   置。