JPS6014200Y2 - 翼に加わる荷重の計測装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は例えば舶用推進器などの翼に加わる荷重の計測
装置の改良に関する。

船舶用のプロペラは一般に船体後方の局所的に変化する
伴流分布の中で作動するために、プロペラの容具の発生
する推力及びトルクは１回転中に変化する。

この変化はプロペラ翼の疲労強度に重要な影響を及ぼし
、またこの変化を容具について脅威したものはプロペラ
全体として発生する変動力又はモーメントとなり、船体
振動の起振源となる。

これらプロペラの強度や起振力の調査を行うには模型プ
ロペラの１翼について推力及びトルクを計測することが
有効であり、そのために第１図に例示するような、いわ
ゆる１翼動力計が使用されている。

この装置は、被計測翼０１ａをプロペラボス０２の内部
に取りつけられが片持ばり方式支承部材０４で支持させ
、支承部材０４に推力計測用ストレンゲージ０５及びト
ルク計測用ストレンゲージ０６を取りつけ、支承部材０
４の曲げモーメントを推力及びトルクについて各２箇所
で計測することにより、被計測翼０１ａに作用する推力
及びトルクを求めようとするものである。

なお図中、Ｏｌｂは計測灯象でない翼、０３はプロペラ
軸である。

しかしこの計測方法では、翼が支承部材０４の取付部０
４ａを基点とする支承部材０４のたわみによって変位を
生ずるため、ｌ翼動力計のストレンゲージ貼付部の部材
寸法を小さくして計測の感度を上げようとすると翼の変
位が増し、翼と動力計とを合わせた系の固有振動数が低
くなって、推力及びトルクの動的計測の精度が低下する
という欠点があった。

本考案は、このような欠点を除去し、計測精度に影響す
る固有振動数及び計測感度を共に高め得る翼の検力装置
を提案するもので、ボスに取り付けられて回転する被計
測翼に加わる荷重を計測する装置であって、ボスの一部
を構威し被計測翼が固着された合板と、同台板のボス軸
方向両端部に形成された突出部と、同突出部が固着され
該突出部のボス軸方向の変位に伴い変形する底部片持梁
と上記突出部のボス周方向の変位に伴い変形する一対の
平行に配置される頂部片持梁とが一体に形成れた支承部
材と、同支承部材の底部片持梁と頂部片持梁に夫々貼付
された歪ゲージと、上記ボスに形成され上記支承部材と
合板が収納される凹部とを有し、同凹部に上記支承部材
の頂部片持梁を固定したことを特徴とする翼に加わる荷
重の計測装置を提供する。

本考案装置によれば、従来の計測装置のように翼の変位
を増すことなく、歪み量を検出する前記支承部材を小さ
く構成でき、従ってで固有振動数が高められるので、計
測精度が向上する。

また翼の変位が少なくても、歪み量を検出する箇所の曲
率を大きくすることができるので、高い計測感度とする
ことができる。

次に本考案装置の一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図及び第３図において、１ａは被計測プロペラ翼で
、台板７上にＴ字状に立設されて実施例７と一体に固着
されている。

台板７の前後にけ突出部８ａ及び８ｂが設けられている
。

４は突出部８ａ及び８ｂを支承する支承部材で、プロペ
ラ翼１ａの前後方向に働らく推力と、円周方向に働らく
力とを計測するように１対の頂部片持梁４ａと底部片持
梁４ｂとを組み合わせた構造をなし、これらにはそれぞ
れ推力計測用ストレンゲージ５及び周方向力計測用スト
レンゲ−シロが貼付されている。

１対の頂部片持梁４ａは断面コ字状をなして突出部８ａ
、８ｂを挾むように形成され、底部片持梁４ｂは突出部
８ａ、８ｂを下から支承するように形成されている。

台板７と２個の支承部材４とは、支承部材４が突出部８
ａび８ｂを挾んだ状態で底部片持梁４ｂの端部でボルト
１０によって台板７に結合され、さらに共にボス２に刻
設した凹所９に埋設された後、頂部片持梁４ａの端部を
ボルト１１でボス２に結合される。

なお図中、３はプロペラ軸、１ｂ及び１ｃは計測対象で
ないプロペラ翼である。

このように被計測翼１ａをボス２に装着した後、プロペ
ラ翼１ａを回転させ、支承部材４の各片持梁の歪み量を
検出してプロペラ翼１ａに加わる荷重を計測する。

第４図及び第５図は推力Ｔ及び周方向力Ｆが被計測翼１
ａに加わったときに支承部材４が変形する状態を誇張し
て描いたものであり、第４図ａ及び第５図ａは推力及び
周方向力が加わらない状態、第４図す及び第５図すは推
力Ｔ及び周方向力Ｆが加わった時の片持梁４ａ及び４ｂ
の歪んだ状態を示す。

第４図すに示すように底部片持梁４ｂの歪み量をストレ
ンゲージ５で検出して推力Ｔを測定でき、また第５図示
すように片持梁４ａの歪み量をストレンゲ−シロで検出
して周方向力Ｆを測定できる。

なおトルクＱを求めるときは、プロペラ軸心から周方向
力Ｆの作用点までの距離γを仮定することにより、Ｑ＝
γＦで求められる。

また歪み量の検出手段として、ストレンゲージ以外に圧
電素子などを用いることができる。

このように本装置は、従来の計測装置のよに翼１ａの変
位を増すことなく、ストレンゲージを貼付した支承部材
を小さく構成でき、従って固有振動数が高められるので
、計測精度が向上する。

またプロペラ翼１ａの変位が少なくても、ストレンゲー
ジを貼付した支承部材の曲率を大きくすることができる
ので、高い計測感度とすることができる。

以上のように本考案装置は、翼に加わる荷重の計測に際
し、簡単な装置で計測精度及び計測感度を共に高め得て
、例えば船舶などのプロペラ翼、及び水車、ポンプ等に
使用される翼等に生ずる流体力を計測するのに用いて有
益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の荷重計測装置を示す縦断面図、第２図は
本考案装置の一実施例を示す斜視図、第３図は叙上の装
置を分解して示す斜視図、第４図及び第５図は叙上の装
置においてプロペラ翼１に荷重が加わったときの支承部
材４の歪んだ状態を示す説明図である。 １ａ・・・・・・被計測プロペラ翼、２・・・・・・プ
ロペラボス、３・・・・・・プロペラ軸、４・・・・・
・支承部材、４ａ・・・・・・頂部片持梁、４ｂ・・・
・・・底部片持梁、５・・・・・・推力計測用ストレン
ゲージ、６・・・・・・周方向力計測用ストレンゲージ
、７・・・・・・台板、８ａ、８ｂ・・・・・・突出部
、９・・・・・・凹所、１０．１１・・・・・・ボルト
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボスに取り付けられて回転する被計測翼に加わる荷重を
   計測する装置であって、ボスの一部を構威し被計測翼が
   固着された合板と、同台板のボス軸方向両端部に形成さ
   れた突出部と、同突出部が固着され該突出部のボス軸方
   向の変位に伴い変形する底部片持梁と上記突出部のボス
   周方向の変位に伴い変形する一対の平行に配置される頂
   部片持梁とが一体に形成された支承部材と、同支承部材
   の底部片持梁と頂部片持梁に夫々貼付された歪ゲージと
   、上記ボスに形成され上記支承部材と合板が収納される
   凹部とを有し、同凹部に上記支承部材の頂部片持梁を固
   定したことを特徴とする翼に加わる荷重の計測装置。