KR20200080192A

KR20200080192A - 가변 피치 프로펠러 제어 시스템, 가변 피치 프로펠러의 제어 방법

Info

Publication number: KR20200080192A
Application number: KR1020190175359A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 기시; 다케시 나카오; 마사후미 이시카와
Original assignee: 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-07-06
Also published as: CN111377044A; KR102401425B1; CN111377044B; JP7177691B2; JP2020104612A

Abstract

선체용의 사이드 스러스터에 적용 가능한 가변 피치 프로펠러 제어 시스템이며, 날개각의 제어 상의 최대 각도의 설정 정밀도를 향상시킬 수 있는 가변 피치 프로펠러 제어 시스템을 제공하는 것을 목적의 하나로 하고 있다.
가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)은, 모터(20)에 의해 회전 구동되는 가변 피치 프로펠러(10)의 날개각을 변화시키면서 당해 모터(20)의 전류값을 취득하는 취득부와, 취득부에서 취득된 전류값에 따라서 날개각의 제어 상의 최대 각도를 설정하는 설정부를 구비한다.

Description

가변 피치 프로펠러 제어 시스템, 가변 피치 프로펠러의 제어 방법{VARIABLE PITCH PROPELLER CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD OF VARIABLE PITCH PROPELLER}

본 발명은, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템 및 가변 피치 프로펠러의 제어 방법에 관한 것이다.

가변 피치 프로펠러를 구비한 사이드 스러스터가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 선체의 횡방향 터널 내에, 터널의 축선 주위로 회전하는 가변 피치 프로펠러를 구비하는 사이드 스러스터가 기재되어 있다. 이 가변 피치 프로펠러에는, 프로펠러 보스에 대해 회동 가능한 프로펠러 날개가 장착되어 있다.

일본 실용신안 출원 공개 평02-056799호 공보

본 발명자는, 프로펠러 보스의 회전축 주위로 전동 모터에 의해 회전 구동되는 가변 피치 프로펠러에 대해, 이하의 인식을 얻었다.

예를 들어, 사이드 스러스터의 가변 피치 프로펠러는, 프로펠러 보스의 회전 축선에 교차하는 방향으로 연장된 회동 축선 주위로 회동 가능한 프로펠러 날개를 갖는다. 프로펠러 날개는, 기구적인 최대 날개각까지 0°를 중심으로 정방향 및 부방향으로 회동 가능하게 구성되어 있다. 가변 피치 프로펠러는, 프로펠러 날개의 회동각(이하, 「날개각」이라고 함)을 변화시킴으로써, 스러스터의 추력을 제어할 수 있다.

가변 피치 프로펠러의 날개각은, 실제의 사용 상태에 있어서, 프로펠러의 회전에 의한 해수의 저항에 의해 모터의 구동 전류가 과대해지지 않는 범위(이하, 「제어 상의 최대 각도」라고 함)에서 사용되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 가변 피치 프로펠러를 선체에 탑재하고, 바다 속에서 회전시켜, 모터의 구동 전류를 측정하고, 그 결과에 기초하여 날개각의 제어 상의 최대 각도를 설정하는 것을 생각할 수 있다.

그러나 종래의 가변 피치 프로펠러에서는, 날개각의 제어 상의 최대 각도의 설정은, 전문 기술을 갖는 작업자가, 모터의 전류값을 눈으로 보고 판독하면서, 날개각을 매뉴얼 조작하여 변화시킴으로써 행하게 되어, 설정 정밀도를 높이는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.

이들로부터, 본 발명자는, 특허문헌 1에 기재된 가변 피치 프로펠러에는, 날개각의 제어 상의 최대 각도의 설정 정밀도를 높이는 관점에서 개선할 여지가 있는 것을 인식하였다.

본 발명은, 이러한 과제에 비추어 이루어진 것이며, 날개각의 제어 상의 최대 각도의 설정 정밀도를 향상시킬 수 있는 가변 피치 프로펠러 제어 시스템을 제공하는 것을 목적의 하나로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태의 가변 피치 프로펠러 제어 시스템은, 모터에 의해 회전 구동되는 가변 피치 프로펠러의 날개각을 변화시키면서 당해 모터의 전류값을 취득하는 취득부와, 취득부에서 취득된 전류값에 따라서 날개각의 제어 상의 최대 각도를 설정하는 설정부를 구비한다.

이 양태에 의하면, 설정부에 의해 날개각의 제어 상의 최대 각도를 설정할 수 있다.

또한, 이상의 임의의 조합이나, 본 발명의 구성 요소나 표현을 방법, 장치, 프로그램, 프로그램을 기록한 일시적인 또는 일시적이지 않은 기억 매체, 시스템 등의 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.

본 발명에 따르면, 날개각의 제어 상의 최대 각도의 설정 정밀도를 향상시킬 수 있는 가변 피치 프로펠러 제어 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 가변 피치 프로펠러 제어 시스템의 일례를 개략적으로 도시하는 설명도이다.
도 2는 도 1의 가변 피치 프로펠러 제어 시스템의 날개각 설정부의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 1의 가변 피치 프로펠러 제어 시스템의 동작의 일례를 설명하는 흐름도이다.

이하, 본 발명을 적합한 실시 형태를 바탕으로 각 도면을 참조하면서 설명한다. 실시 형태 및 변형예에서는, 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재에는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 하고, 적절하게 중복된 설명은 생략한다. 또한, 각 도면에 있어서의 부재의 치수는, 이해를 용이하게 하기 위해 적절하게 확대, 축소하여 표시된다. 또한, 각 도면에 있어서 실시 형태를 설명하는 데 있어서 중요하지 않은 부재의 일부는 생략하고 표시한다.

또한, 제1, 제2 등의 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위해 사용되지만, 이 용어는 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별할 목적으로만 사용되고, 이 용어에 의해 구성 요소가 한정되는 것은 아니다.

[제1 실시 형태]

도 1∼도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)의 구성에 대해 설명한다. 도 1은, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 설명도이다.

본 실시 형태의 가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)은, 사이드 스러스터용의 가변 피치 프로펠러(10)를 제어하는 시스템이다. 사이드 스러스터는, 선체의 선수 혹은 선미에 마련되는 추진기이며, 이안이나 접안 시의 회두나 횡이동 등의 조선을 가능하게 한다. 가변 피치 프로펠러(10)는, 선체의 횡방향 터널 내에 마련되고, 그 터널의 축선 주위로 회전함으로써, 추력을 발생시킨다.

본 실시 형태의 가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)은, 주로, 가변 피치 프로펠러(10)와, 모터(20)와, 회전 샤프트(22)와, 전류 센서(24)와, 날개각 센서(26)와, 유압 전자 밸브(28)와, 날개각 설정부(30)와, 조작부(32)와, 표시부(34)를 구비한다. 모터(20)는, 공급되는 전력에 기초하여 회전하는 전동 모터이다. 이하, 모터(20)의 회전 축선 La를 따른 방향을 「축 방향」이라고 하고, 그 축선 La를 중심으로 하는 원의 원주 방향, 반경 방향을 각각 「주위 방향」, 「직경 방향」이라고 한다. 또한, 이하, 편의적으로, 축 방향의 일방측(도면 중 좌측)을 입력측이라고 하고, 타방측(도면 중 우측)을 입력 반대측이라고 한다.

회전 샤프트(22)는, 모터(20)의 회전을 가변 피치 프로펠러(10)에 전달하는 샤프트이다. 전류 센서(24)는, 모터(20)의 구동 전류의 전류값을 모터 전류값(Im)으로서 검지하고, 그 검지 결과를 날개각 설정부(30)에 출력한다. 전류 센서(24)는, 공지의 다양한 원리에 기초하는 것이어도 된다. 날개각 센서(26)는, 가변 피치 프로펠러(10)의 프로펠러 날개(12)의 회동각을 날개각(Af)으로서 검지하고, 그 검지 결과를 날개각 설정부(30)에 출력한다. 날개각 센서(26)는, 추종 발진기여도 된다. 유압 전자 밸브(28)는, 날개각 설정부(30)의 제어에 기초하여 프로펠러 날개 구동부(16)에 작동유(28p)를 공급하여, 프로펠러 날개(12)의 날개각(Af)을 변화시킨다. 유압 전자 밸브(28)는, 날개각(Af)을 제1 방향으로 변화시키는 제1 전자 밸브와, 날개각(Af)을 제2 방향으로 변화시키는 제2 전자 밸브를 포함한다. 제1 방향 및 제2 방향에 대해서는 후술한다.

날개각 설정부(30)는, 프로펠러 날개(12)의 날개각(Af)을 제어함과 함께, 날개각(Af)을 변화시키면서 모터 전류값(Im)을 취득하고, 취득한 모터 전류값(Im)에 따라서 날개각(Af)의 제어 상의 최대 각도를 설정한다. 조작부(32)는, 조작자의 조작을 검지하고, 그 검지 결과를 날개각 설정부(30)에 출력한다. 표시부(34)는, 날개각 설정부(30)의 제어에 기초하여 소정의 정보를 표시한다. 날개각 설정부(30), 조작부(32) 및 표시부(34)는, 일체적으로 마련되어도 된다. 날개각 설정부(30), 조작부(32) 및 표시부(34)는, 선체에 대해 착탈 가능한 하우징에 수납되고, 하나의 전자 기기로서 구성되어도 된다. 이 경우, 이 전자 기기는 노트북 PC나 태블릿 등의 정보 단말기를 포함해도 된다.

가변 피치 프로펠러(10)는, 프로펠러 기부(18)와, 프로펠러 보스(14)와, 복수의 프로펠러 날개(12)와, 프로펠러 날개 구동부(16)를 갖는다. 프로펠러 기부(18)는 축선 La를 따라 축 방향으로 연장되고, 회전 샤프트(22)의 입력 반대측에 고정되는 원통 형상의 부분이다. 프로펠러 보스(14)는, 프로펠러 기부(18)의 입력 반대측으로부터 축 방향으로 돌출되는 포탄 형상의 부분이다.

복수의 프로펠러 날개(12)는, 프로펠러 보스(14)의 외주면으로부터 직경 방향 외향으로 돌출되는 블레이드 형상의 부재이다. 복수의 프로펠러 날개(12)는, 주위 방향으로 소정의 간격으로 배열된다. 프로펠러 날개(12)는, 축선 La에 교차하는 축선 Lb를 중심으로 회동 가능하게 마련된다. 본 실시 형태에서는, 축선 Lb는 축선 La에 직교하고 있고, 직경 방향을 따르고 있다.

프로펠러 날개 구동부(16)는, 프로펠러 보스(14)에 내장되고, 각 프로펠러 날개(12)를 축선 Lb 주위로 회동시키는 구동 장치이다. 프로펠러 날개 구동부(16)는, 유압 전자 밸브(28)로부터 공급되는 2계통의 작동유의 유압 밸런스에 따라서 결정되는 날개각(Af)에 프로펠러 날개(12)를 회동시킨다. 따라서, 프로펠러 날개(12)의 날개각(Af)은, 축선 Lb 주위의 각도이다.

모터(20)가 회전함으로써, 회전 샤프트(22)를 통해 프로펠러(10)는 회전하여, 축 방향의 추력을 발생시킨다. 프로펠러(10)를 회전시켰을 때에 발생하는 축 방향의 추력이 최소인 프로펠러 날개(12)의 날개각(Af)을 0°로 한다. 날개각(Af)이 0°일 때 프로펠러 날개(12)가 받는 물의 저항도 최소이다. 편의상, 날개각(Af)을, 0°로부터 어느 방향으로 변화시켜 프로펠러(10)를 회전시켰을 때, 입력 반대측으로 흐르는 수류가 발생하는 경우, 그 방향을 「제1 방향」이라고 하고, 제1 방향과 반대인 방향을 「제2 방향」이라고 한다. 또한, 제1 방향 및 제2 방향은, PORT측 및 STBD(Starboard)측과 대응해도 된다. 프로펠러 날개(12)는, 날개각(Af)이 0°로부터 기구적으로 제한되는 최대 각도까지, 제1 방향 및 제2 방향으로 회동 가능하게 구성된다. 또한, 제1 방향의 최대 각도와 제2 방향의 최대 각도의 중점의 날개각(Af)을 0°로 해도 된다.

다음으로, 도 2도 참조하여 날개각 설정부(30)를 설명한다. 도 2는, 날개각 설정부(30)의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시하는 각 기능 블록은, 하드웨어적으로는, 컴퓨터의 CPU를 비롯한 전자 소자나 기계 부품 등으로 실현할 수 있고, 소프트웨어적으로는 컴퓨터 프로그램 등에 의해 실현되지만, 여기서는, 그들의 연계에 의해 실현되는 기능 블록을 그리고 있다. 따라서, 이들 기능 블록은 하드웨어, 소프트웨어의 조합에 의해 다양한 형태로 실현할 수 있는 것은, 당업자에게는 이해되는 부분이다.

본 실시 형태의 날개각 설정부(30)는, 조작 결과 취득부(30b)와, 전류값 취득부(30c)와, 날개각 취득부(30d)와, 판정부(30e)와, 결정부(30f)와, 기억부(30g)와, 모터 제어부(30h)와, 전자 밸브 제어부(30j)와, 표시 제어부(30k)와, 빈도 특정부(30m)와, 출력부(30n)와, 정보 통신부(30p)를 갖는다.

조작 결과 취득부(30b)는, 조작부(32)로부터 조작자의 조작 결과를 취득한다. 전류값 취득부(30c)는, 전류 센서(24)로부터, 모터(20)의 전류값(Im)을 취득한다. 날개각 취득부(30d)는, 날개각 센서(26)로부터, 프로펠러 날개(12)의 날개각(Af)을 취득한다. 판정부(30e)는, 취득한 전류값(Im)이 미리 설정된 기준값(Is)을 초과하였는지 여부를 판정한다.

결정부(30f)는, 전류값(Im)이 기준값(Is)이 되었을 때의 날개각(Af)을 제어 상의 최대 각도(Am)로서 결정한다. 기준값(Is)은, 모터(20)의 권장되는 사용 전류 범위의 상한에 따라서 설정되어도 되고, 예를 들어 허용 전류값이나 이것에 마진을 더한 값이어도 된다. 따라서, 기준값(Is)을 초과하여 모터(20)를 장시간 동작시키는 것은 권장되지 않는다.

한편, 프로펠러 날개(12)의 날개각(Af)이 0°로부터 증가함에 따라, 프로펠러 날개(12)가 받는 물의 저항이 증가하므로, 모터(20)의 전류값(Im)도 증가한다. 즉, 날개각(Af)은, 전류값(Im)이 기준값(Is)을 초과하지 않는 범위로 제어되는 것이 바람직하다. 이들의 이유로부터, 전류값(Im)이 기준값(Is)과 동등할 때의 날개각(Af)을 제어 상의 최대 각도(Am)로 설정하고 있다. 최대 각도(Am)는, 기구적으로 제한되는 최대 각도보다 작아도 된다.

터널 형상에 따라서는, 제1 방향과 제2 방향에서, 전류값(Im)이 기준값(Is)을 초과하는 날개각(Af)이 상이한 것을 생각할 수 있다. 그래서 본 실시 형태에서는, 제어 상의 최대 각도(Am)는, 제1 방향에 있어서의 제1 최대 각도(Am1)와, 제2 방향에 있어서의 제2 최대 각도(Am2)를 포함한다. 제1 최대 각도(Am1)는, 제1 방향에 있어서 전류값(Im)이 기준값(Is)과 동등해지는 날개각(Af)이다. 제2 최대 각도(Am2)는, 제2 방향에 있어서 전류값(Im)이 기준값(Is)과 동등해지는 날개각(Af)이다.

기억부(30g)는, 기준값(Is)이나 후술하는 역치 등의 설정 정보를 기억한다. 기억부(30g)는, 전류값(Im), 최대 각도(Am) 등의 소정의 정보를 기억한다. 기억부(30g)는, 날개각(Af)과 그것에 대응하는 전류값(Im)을 시계열적으로 기억해도 된다. 모터 제어부(30h)는, 모터(20)의 ON/OFF를 제어한다. 또한, 모터 제어부(30h)는, 날개각 설정부(30)의 외부에 마련되어도 된다. 전자 밸브 제어부(30j)는, 전자 밸브(28)를 제어하여 유압에 의해 프로펠러 날개 구동부(16)를 구동하여, 프로펠러 날개(12)의 날개각(Af)을 변화시킨다.

표시 제어부(30k)는, 표시부(34)를 제어하여, 표시부(34)에 전류값(Im), 최대 각도(Am) 등의 소정의 정보를 표시한다. 빈도 특정부(30m)는, 전류값(Im)이 기준값(Is)을 초과한 빈도(Fo)를 특정하고, 빈도(Fo)에 따라서 빈도 정보(Fp)를 생성한다. 빈도 정보(Fp)는, 역치에 기초하여, 빈도(Fo)를 복수의 구분으로 구분한 결과여도 된다. 빈도(Fo)가 역치 이하일 때는 제1 수준으로 구분하고, 빈도(Fo)가 역치를 초과하였을 때는 제2 수준으로 구분해도 된다. 빈도(Fo) 및 빈도 정보(Fp)는, 기억부(30g)에 기억되어도 된다.

정보 통신부(30p)는, 외부에 전류값(Im), 최대 각도(Am), 빈도(Fo) 등의 소정의 정보를 출력한다. 정보 통신부(30p)는, 예를 들어 네트워크를 통해 정보를 송수신할 수 있는 정보 단말기(36)에 전류값(Im), 최대 각도(Am), 빈도(Fo), 빈도 정보(Fp) 등의 정보를 송신해도 된다. 정보 통신부(30p)는, 정보 단말기(36)로부터 기준값(Is)이나 역치 등의 정보를 수신하여 날개각 설정부(30)의 설정 정보를 설정·변경해도 된다. 즉, 날개각 설정부(30)는, 정보 통신부(30p)를 통해, 정보 단말기(36)에 의해 조작 가능하게 구성되어 있다. 정보 단말기(36)는, 데스크톱 PC여도 되고, 노트북 PC나 태블릿 단말기 등의 휴대형의 정보 처리 장치여도 된다.

출력부(30n)는, 빈도(Fo)가 역치를 초과하여 빈도 정보(Fp)가 제2 수준일 때, 통지부(38)에 대해, 최대 각도(Am)의 재설정을 촉구하는 통지를 행하도록 제어한다. 통지부(38)는, 빈도 정보(Fp)에 따라서 사람이 알 수 있는 신호를 출력하는 것이어도 된다. 통지부(38)는, 빈도 정보(Fp)에 따른 색의 광을 발하는 LED를 가져도 된다.

다음으로, 도 3도 참조하여, 프로펠러 제어 시스템(100)의 동작의 일례를 설명한다. 도 3은, 프로펠러 제어 시스템(100)의 동작의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이 도면은, 이 시스템의 날개각(Af)의 제어 상의 최대 각도(Am)를 설정하는 설정 동작 S80을 나타내고 있다.

설정 동작 S80은, 예를 들어 선체가 해상에 있는 상태에서 실행된다. 설정 동작 S80은, 조작자가 조작부(32)에 대해 설정 동작 개시의 조작을 함으로써 개시된다. 설정 동작 S80이 개시되면, 날개각 설정부(30)는, 모터(20)를 ON으로 하여 프로펠러(10)를 소정의 속도로 회전시킨다(스텝 S81).

프로펠러(10)가 소정의 회전 속도에 도달하면, 날개각 설정부(30)는, 프로펠러(10)의 회전 속도를 유지하면서, 날개각 조정 모드를 ON으로 한다(스텝 S82).

날개각 조정 모드가 ON이 되면, 날개각 설정부(30)는, 날개각(Af)이 0°인지 여부를 판정한다(스텝 S83). 날개각(Af)이 0°이 아닌 경우(스텝 S83의 "아니오"), 날개각 설정부(30)는, 전자 밸브(28)를 제어하여 날개각(Af)을 0°로 한다(스텝 S84).

날개각(Af)이 0°인 경우(스텝 S83의 "예"), 날개각 설정부(30)는, 제1 전자 밸브를 ON으로 한다(스텝 S85). 이것에 의해, 프로펠러 날개(12)는 축선 Lb 주위로 회동하고, 날개각(Af)이 제1 방향으로 점차 커진다.

제1 전자 밸브를 ON으로 하면, 날개각 설정부(30)는, 모터(20)의 전류값(Im)이 기준값(Is)보다 작은지 여부를 판정한다(스텝 S86). 전류값(Im)이 기준값(Is)보다 작은 경우(스텝 S86의 "예"), 날개각 설정부(30)는, 처리를 스텝 S85의 선두로 복귀시키고, 스텝 S85∼S86의 처리를 반복한다.

전류값(Im)이 기준값(Is)보다 작지 않은(동등하거나 큰) 경우(스텝 S86의 "아니오"), 날개각 설정부(30)는, 제1 전자 밸브를 OFF로 한다(스텝 S87). 이것에 의해, 날개각(Af)은 직전의 상태로 유지된다.

제1 전자 밸브를 OFF로 하면, 날개각 설정부(30)는, 날개각(Af)을 취득하고, 취득한 날개각(Af)을 제1 최대 각도(Am1)로 설정한다(스텝 S88). 이 스텝에서, 제1 최대 각도(Am1)는, 기억부(30g)에 기억된다.

제1 최대 각도(Am1)로 설정하면, 날개각 설정부(30)는 전자 밸브(28)를 제어하여 날개각(Af)을 0°로 한다(스텝 S89). 날개각(Af)을 0°로 하는 스텝은, 전류값(Im)의 전체 값은 제1 방향측과 제2 방향측에서 동일하므로, 제2 방향측의 날개각 설정을 행할 때, 제1 방향측의 전류값이라고 오인하여 잘못된 설정을 행하지 않기 위해 마련되어 있다.

날개각(Af)을 0°로 하면, 날개각 설정부(30)는, 제2 전자 밸브를 ON으로 한다(스텝 S90). 이것에 의해, 프로펠러 날개(12)는 축선 Lb 주위로 회동하여, 날개각(Af)이 제2 방향으로 점차 커진다.

제2 전자 밸브를 ON으로 하면, 날개각 설정부(30)는, 모터(20)의 전류값(Im)이 기준값(Is)보다 작은지 여부를 판정한다(스텝 S91). 전류값(Im)이 기준값(Is)보다 작은 경우(스텝 S91의 "예"), 날개각 설정부(30)는, 처리를 스텝 S90의 선두로 복귀시키고, 스텝 S90∼S91의 처리를 반복한다.

전류값(Im)이 기준값(Is)보다 작지 않은(동등하거나 큰) 경우(스텝 S91의 "아니오"), 날개각 설정부(30)는, 제2 전자 밸브를 OFF로 한다(스텝 S92). 이것에 의해, 날개각(Af)은 직전의 상태로 유지된다.

제2 전자 밸브를 OFF로 하면, 날개각 설정부(30)는, 날개각(Af)을 취득하고, 취득한 날개각(Af)을 제2 최대 각도(Am2)로 설정한다(스텝 S93). 이 스텝에서, 제2 최대 각도(Am2)는, 기억부(30g)에 기억된다.

제2 최대 각도(Am2)로 설정하면, 날개각 설정부(30)는, 전자 밸브(28)를 제어하여 날개각(Af)을 0°로 한다(스텝 S94).

스텝 S94를 완료하면 날개각 설정부(30)는, 설정 동작 S80의 처리를 종료한다. 또한, 설정 동작 S80의 프로세스 도중에서, 조작부(32)에 의해 비상 정지의 조작이 이루어진 경우, 날개각 설정부(30)는, 설정 동작 S80의 처리를 강제 종료한다(스텝 S95). 상술한 처리는 어디까지나 일례이며, 다른 스텝을 추가하거나, 일부의 스텝을 변경 또는 삭제하거나, 스텝의 순서를 바꾸어도 된다.

이와 같이 구성된 본 실시 형태의 가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)의 작용·효과를 설명한다.

가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)은, 모터(20)에 의해 소정의 속도로 회전 구동되는 가변 피치 프로펠러(10)의 날개각(Af)을 변화시키면서 당해 모터(20)의 전류값(Im)을 취득하는 취득부와, 취득부에서 취득된 전류값(Im)에 따라서 날개각(Af)의 제어 상의 최대 각도(Am)를 설정하는 설정부를 구비한다.

이 구성에 의하면, 작업원이 모터의 전류값을 눈으로 보고 판독하면서 날개각을 변화시키는 작업을 사용하지 않으므로, 설정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 설정에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 또한 설정 작업을 자동화하는 것도 가능하여, 설정 작업의 공정수를 저감할 수 있다.

상술한 결정부(30f)는, 미리 설정된 기준값(Is)에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 된다. 이 경우, 기준값에 기초하여 제어 상의 최대 각도를 정하므로 설정의 오차를 억제할 수 있다.

상술한 시스템은, 날개각(Af)을 취득하는 날개각 취득부를 구비하고, 결정부(30f)는, 날개각 취득부에서 취득한 취득 날개각(Af)에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 된다. 이 경우, 실측된 날개각(Af)을 사용하여 최대 각도(Am)를 정하므로, 실측값에 의존하지 않는 경우에 비해 설정의 오차를 억제할 수 있다.

상술한 결정부(30f)는, 날개각(Af)을 제1 방향으로 변화시킨 경우의 제1 최대 각도(Am1)와, 날개각(Af)을 제1 방향과는 반대인 제2 방향으로 변화시킨 경우의 제2 최대 각도(Am2)를 최대 각도(Am)로서 설정해도 된다. 이 경우, 선체의 터널에 마련되는 프로펠러에서는, 터널 형상의 영향을 받아, 제1 방향과 제2 방향에서 날개각(Af)의 최대 각도가 상이한 경우가 있는 바, 각각 제각기 최대 각도를 정함으로써, 방향의 차에 의한 설정의 오차를 억제할 수 있다.

상술한 시스템은, 가변 피치 프로펠러(10)의 사용 시에 있어서, 전류값(Im)이 기준값(Is)를 초과한 빈도에 따라서, 외부에 소정의 정보를 출력하는 출력부를 더 구비해도 된다. 이 경우, 경년 열화에 의해 전류값(Im)이 기준값(Is)을 초과하는 에러가 빈발하였을 때, 재설정을 촉구하도록 조종자에게 통지할 수 있다.

상술한 결정부(30f)는, 정보를 송수신할 수 있는 정보 단말기(36)에 의해 조작 가능하게 구성되어도 된다. 이 경우, 정보 단말기(36)를 접속함으로써 용이하게 설정 정보를 설정·변경할 수 있다.

[제2 실시 형태]

본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 제2 실시 형태의 설명에서는, 제1 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재에는, 동일한 부호를 붙인다. 제1 실시 형태와 중복되는 설명을 적절하게 생략하고, 제1 실시 형태와 상위한 구성에 대해 중점적으로 설명한다.

본 발명의 제2 실시 형태는, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템(100)의 제어 방법이다. 이 방법은, 모터(20)에 의해 회전 구동되는 가변 피치 프로펠러(10)의 날개각(Af)을 변화시키면서 당해 모터(20)의 전류값(Im)을 취득하는 전류값 취득 스텝과, 전류값 취득 스텝에서 취득한 전류값(Im)에 따라서 날개각(Af)의 제어 상의 최대 각도(Am)를 설정하는 설정 스텝을 포함한다.

제2 실시 형태에 따르면, 작업원이 모터의 전류값을 눈으로 보고 판독하면서 날개각을 변화시키는 작업을 사용하지 않으므로, 설정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 설정에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 또한 설정 작업을 자동화하는 것도 가능하여, 설정 작업의 공정수를 저감할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태의 예에 대해 상세하게 설명하였다. 상술한 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시하는 데 있어서의 구체예를 나타낸 것에 불과하다. 실시 형태의 내용은, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니며, 청구범위에 규정된 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위에 있어서, 구성 요소의 변경, 추가, 삭제 등의 많은 설계 변경이 가능하다. 상술한 실시 형태에서는, 이러한 설계 변경이 가능한 내용에 관하여, 「실시 형태의」「실시 형태에서는」 등과 같은 표기를 붙여 설명하고 있지만, 그러한 표기가 없는 내용에 설계 변경이 허용되지 않는 것은 아니다.

[변형예]

이하, 변형예에 대해 설명한다. 변형예의 도면 및 설명에서는, 실시 형태와 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재에는, 동일한 번호를 붙인다. 실시 형태와 중복되는 설명을 적절하게 생략하고, 제1 실시 형태와 상위한 구성에 대해 중점적으로 설명한다.

(제1 변형예)

실시 형태의 설명에서는, 날개각(Af)의 제어 상의 최대 각도(Am)가, 1회의 측정 결과에 따라서 설정되는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 최대 각도(Am)는, 복수 회의 측정 결과에 따라서 설정되어도 된다. 이 경우, 해면의 물결의 상황 등의 외란에 의해 발생하는 설정 오차를 억제할 수 있다. 예를 들어, 상술한 설정 동작을 복수 회 반복하여 취득한 복수의 날개각을 통계 처리하고, 그 통계 처리의 결과에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 된다. 복수의 날개각의 단순 평균에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 되고, 복수의 날개각 중 최대와 최소를 제외한 나머지의 평균에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 되고, 복수의 날개각 중 이상값이라고 생각되는 것을 제외한 나머지의 평균에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 된다.

(제2 변형예)

실시 형태의 설명에서는, 날개각(Af)을 연속적으로 변화시켜 전류값(Im)을 취득하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 날개각(Af)은, 스텝 형상으로 변화시켜도 된다. 예를 들어, 전류값(Im)이 기준값(Is)에 가까운 값(예를 들어 기준값(Is)의 90％)이 될 때까지는, 날개각(Af)을 연속적으로 변화시키고, 그 값을 초과하면 전류값(Im)이 기준값(Is)에 도달할 때까지, 날개각(Ar)을 소정의 단위 각도로 스텝 형상으로 변화시켜도 된다. 스텝에서는 전류값(Im)이 안정될 때까지 전자 밸브(28)를 일정 기간 정지시킨 상태에서 전류값(Im)을 취득해도 된다. 이와 같이 전류값(Im)을 취득함으로써, 전류값(Im)의 변동에 의한 오차를 저감할 수 있다.

(제3 변형예)

실시 형태의 설명에서는, 전류값(Im)이 기준값(Is)에 도달하였을 때에 날개각(Af)을 취득하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 날개각(Af)은, 전류값(Im)이 기준값(Is)에 도달한 상태에서, 날개각(Af)이 추종할 때까지 일정 시간 유지하고, 이 유지 시간에 있어서의 날개각(Af)의 평균값에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 된다. 날개각(Af)의 변동에 의한 오차를 저감할 수 있다.

실시 형태의 설명에서는, 전류값(Im)이 기준값(Is)에 도달하였을 때의 날개각(Af)을 제어 상의 최대 각도(Am)로서 결정하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 서로 다른 복수의 포인트에 대응하는 전류값(Im)과 날개각(Af)을 취득하고, 이들의 수치로부터 전류값(Im)과 날개각(Af)의 관계를 특정하고, 특정 관계로부터 기준값(Is)에 대응하는 날개각(Af)을 추정하고, 그 날개각(Af)에 기초하여 최대 각도(Am)를 설정해도 된다.

상술한 변형예는, 임의로 조합되어도 된다. 이들 변형예는, 실시 형태와 마찬가지의 작용·효과를 발휘한다.

상술한 실시 형태와 변형예의 임의의 조합도 또한 본 발명의 실시 형태로서 유용하다. 조합에 의해 발생하는 새로운 실시 형태는, 조합되는 실시 형태 및 변형예 각각의 효과를 겸비한다.

본 발명은, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템에 이용할 수 있다.

10: 가변 피치 프로펠러
12: 프로펠러 날개
20: 모터
24: 전류 센서
26: 날개각 센서
28: 유압 전자 밸브
30: 날개각 설정부
30c: 전류값 취득부
30d: 날개각 취득부
30f: 설정부
30n: 출력부
38: 통지부
100: 가변 피치 프로펠러 제어 시스템

Claims

모터에 의해 회전 구동되는 가변 피치 프로펠러의 날개각을 변화시키면서 당해 모터의 전류값을 취득하는 취득부와,
상기 취득부에서 취득된 전류값에 따라서 상기 날개각의 제어 상의 최대 각도를 설정하는 설정부를
구비하는, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 설정부는, 미리 설정된 기준값에 기초하여 상기 최대 각도를 설정하는, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템.
제2항에 있어서,
상기 날개각을 취득하는 날개각 취득부를 구비하고,
상기 설정부는, 상기 날개각 취득부에서 취득한 취득 날개각에 기초하여 상기 최대 각도를 설정하는, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 설정부는, 상기 날개각을 제1 방향으로 변화시킨 경우의 제1 최대 각도와, 상기 날개각을 상기 제1 방향과는 반대인 제2 방향으로 변화시킨 경우의 제2 최대 각도를 상기 최대 각도로서 설정하는, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가변 피치 프로펠러의 사용 시에 있어서, 상기 전류값이 상기 기준값을 초과한 빈도에 따라서, 외부에 소정의 정보를 출력하는 출력부를 더 구비하는, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 설정부는, 서로 정보를 송수신할 수 있는 정보 단말기에 의해 조작 가능하게 구성되는, 가변 피치 프로펠러 제어 시스템.
모터에 의해 회전 구동되는 가변 피치 프로펠러의 날개각을 변화시키면서 당해 모터의 전류값을 취득하는 전류값 취득 스텝과,
상기 전류값 취득 스텝에서 취득한 전류값에 따라서 상기 날개각의 제어 상의 최대 각도를 설정하는 설정 스텝을 포함하는,
가변 피치 프로펠러의 제어 방법.