(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪が、２（又は３）等分割して成る外輪で、回動自在に内抱され、
前記内輪と前記外輪は、上部軸受ブッシュを付帯する頂板及び下部に鍔を有する円筒で成る外筒と、下部軸受ブッシュ及びキャリアーデスクを付帯する円形底板とで抱被され、
前記外輪と前記外筒はキーにより結合され、
前記内輪と前記外輪の軸中心線を含む縦断面において、前記内輪と前記外輪の相対部にソーセージ状空円環が形成され、
前記ソーセージ状空円環に、２（又は３）組の回転翼が等間隔に配装され、前記回転翼に対応する固定翼が前記外輪の分割部に配装されて、４（又は６）区画の圧力室が構成され、
前記ソーセージ状空円環の上下端に位置する前記外筒の頂板と前記円形底板とに、四角円環溝が掘削され、これ等の四角円環溝に、機の中央に向かって突出するシール材を収納し、かつ内縁と外縁にＯ‐リングを巻埋設した四角円環が嵌め込まれ、この四角円環の背面から、前記外筒の頂板や前記円形底板の外皮に通ずる複数の油孔が設けられ、かつ前記該皮に逆止弁が取り付けられ、
前記回転翼は、側面が前記ソーセージ状空円環に沿う棒状で、その横断面が四角形と成る主材に、その主材の両端側全周に２条の馬蹄形シール材を巻埋設し、馬蹄形シール材内スペースの上下端より、前記主材を通じて前記圧力室に至る油孔を設けた構成とされ、この回転翼は、前記内輪にキーで結合され、
前記固定翼は、主材、馬蹄形シール材及び油孔を前記回転翼と同様の構成とされ、この固定翼は、前記外輪にキーで結合され、
前記固定翼の両側における前記外筒から前記圧力室に到る作動油の給排孔が設けられ、
以上の如く構築されたロータリーベーンアクチュエータが、舵軸に挿入結合され、舵取機甲板に据付けられたことを特徴とする船舶のロータリーベーン式舵取機。
【請求項２】
請求項１の船舶のロータリーベーン式舵取機において、外筒と円形底板が、鋼板による溶接組立製とされていることを特徴とする船舶のロータリーベーン式舵取機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、船舶のロータリーベーン式舵取機（以下、ＲＶＳＧと言う）に関する。
【背景技術】
【０００２】  ＲＶＳＧにおいては、大角度の転舵ができ、かつ据付け面積の少ないことが特徴とされる。
直近のＲＶＳＧ研究に「平成２５年度  高圧高信頼性ロータリーベーン式舵取機の技術開発成果報告書」（平成２６年３月  一般社団法人  日本舶用工業会）がある。
この研究は、圧力室の作動油圧を高め、装置の小型化を図ると共に信頼性の高いＲＶＳＧを得るために行われた。【０００３】  頭記のＲＶＳＧは、舵軸に複数のベーンを有するロータを取り付け、このベーンと同数のセグメント付きハウジングでロータを抱被し、これをトップカバーで塞いで、複数の圧力室（作動油室）を構成し、圧力室へ作動油を給排して、舵軸を所要の角度に回動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】  特開２０１４−１７７１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】＜圧力室の油漏れに関し＞
頭記のＲＶＳＧの圧力室は、扇形の六面による長方体とされ、夫々の面には作動油圧が働いて、圧力室を膨らませる。即ち、ロータとハウジングの円周部には半径方向の作動油圧が、ハウジング底部とトップカバーには垂直方向の作動油圧が、ベーンとセグメントには円周方向の作動油圧が働いて、圧力室を膨らませる。
この際、夫々の面対面の交接部に隙間を生じさせて、油漏れを起こす。この隙間を埋めるべく当該部には油漏防止のシール材が施される。
しかし、このシール材の内、作動油圧が高位になると、圧力室の膨れに追随できず油漏れを防ぎきれないものが出てくる。
この問題は、圧力室の構成が多面的で、構造がハウジングとトップカバーのボルト締結部周りに見られるように、作動油圧に対し開放的であり、シール材の施工システムが断片的であるために生ずる。【０００６】＜圧力室の構造と機械加工とメンテナンスに関し＞
前記０００３項で述べた頭記ＲＶＳＧの圧力室の構成（構造）は、複雑で、隠蔽的である。このため、圧力室の機械加工を困難にし、圧力室の円筒度や表面粗度等の加工精度を上げるうえで、多大な工数を要し、またメンテナンスを難しくする。【０００７】  本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものである。
＜圧力室の油漏れに関し＞
本発明のＲＶＳＧの圧力室は、内輪（頭記ＲＶＳＧのロータに相当する）と、外輪（頭記ＲＶＳＧのハウジングに相当する）との相対部に、切れ目のない輪郭のソーセージ状空円環を形成し、この空円環に、主材に連続した馬蹄形シール材を巻埋設し、圧力室の作動油を利して前記シール材を前記空円環に圧接させる独立体の内輪付きの回転翼（頭記ＲＶＳＧのベーンに相当する）と、これと同形式の外輪付き固定翼（頭記ＲＶＳＧのセグメントに相当する）とを配装した構成とする。
このことにより、圧力室は、省面化され、作動油圧に対し自閉化され、作動油に対する封密性が高められて、圧力室へ高圧な作動油の供給が可能とされる。【０００８】＜圧力室の構造と機械加工とメンテナンスに関し＞
圧力室を構成する元となる前記ソーセージ状空円環は、凹凸のない単純な空円環とされて、精度の高い機械加工と省力化が図れる。
また、独立体（カートリッジ型）とされる回転翼と固定翼は、圧力室のメンテナンスをし易いものにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  この発明のＲＶＳＧは、内輪、外輪、外筒、円形底板、回転翼及び固定翼等の主要部材によってロータリーベーンアクチュエータが構築され、これが舵軸に挿入結合され、舵取機甲板に据付けられたものである。【００１０】  内輪は、２（又は３）等分割して成る外輪で、回動自在に内抱される。【００１１】  前記内輪と前記外輪は、上部軸受ブッシュを付帯する頂板及び下部に鍔を有する円筒で成る外筒と、下部軸受ブッシュ及びキャリアーデスクを付帯する円形底板とで抱被される。【００１２】  前記外輪と前記外筒は、キーにより結合される。【００１３】  前記内輪と前記外輪の軸中心線を含む縦断面において、前記内輪と前記外輪の相対部にソーセージ状空円環が形成される。（ソーセージ状空円環は、内輪と外輪の相対部に空円柱を形成し、この空円柱の上下端部を、内輪と外輪の相対する中心に向かって、矛先状に絞り、矛先同士を罫線状に結んで形成される）。【００１４】  前記ソーセージ状空円環には、２（又は３）組の回転翼が等間隔に配装され、この回転翼に対応する固定翼が前記外輪の分割部に配装されて、４（又は６）区画の圧力室が構成される。【００１５】  前記ソーセージ状空円環の上下端に位置する前記外筒の頂板と前記円形底板とに、四角円環溝が掘削され、これ等の四角円環溝に、機の中央に向かって突出するシール材を収納し、かつ内縁と外縁にＯ‐リングを巻埋設した四角円環が嵌め込まれ、この四角円環の背面から、前記外筒の頂板や前記円形底板の外皮に通ずる複数の油孔が設けられ、かつ前記外皮に逆止弁（例えばグリースニップル）が取り付けられる。【００１６】  前記回転翼は、側面が前記ソーセージ状空円環に沿う棒状で、その横断面が四角形と成る主材に、その両端側全周に２条の馬蹄形シール材を巻埋設し、馬蹄形シール材内スペースの上下端より、前記主材を通じて前記圧力室に至る油孔を設けた構成とされる。【００１７】  前記回転翼は、前記内輪にキーで結合される。【００１８】  前記固定翼は、主材、馬蹄形シール材及び油孔を前記回転翼と同様の構成とされる。【００１９】  前記固定翼は、前記外輪にキーで結合される。【００２０】  前記固定翼の両側における前記外筒から前記圧力室に到る作動油の給排孔を設けられる。【００２１】  以上により、ロータリーベーンアクチュエータが構築される。【００２２】  このロータリーベーンアクチュエータは、舵軸に挿入され、前記内輪の突出部を座とする舵軸ナットで前記舵軸に結合され、舵取機甲板に据付けられる。【００２３】  そして、別置きの油圧ポンプユニットから、前記作動油の給排孔を通して、前記圧力室へ作動油を給排して、前記舵軸を所要の角度に回動するロータリーベーン式舵取機を得る。
【発明の効果】
【００２４】＜圧力室の油漏れに関し＞
冒頭のＲＶＳＧは、０００５項で述べたように、圧力室の構成が、多面的であり、開放的であり、油漏防止のためのシール材が断片的である。
このような圧力室における油漏防止は、シール材に隙間を作らせない作動油圧の範囲においてのみ有効である。
言い換えれば、作動油圧を高位に上げるためには、シール材に隙間を作らせないよう、圧力室の構成部材を強固にする必要がある。このことはＲＶＳＧの大型化につながる。
一方、本発明のＲＶＳＧの圧力室の構成は、省面化され、作動油圧に対し自閉化され、油漏防止のためのシール材は連続したものとされる。その結果、圧力室の作動油圧に対する封密性は高められて、圧力室へ高圧な作動油の供給が可能となる。
これ等の事項を具体的に下記に説明する。
圧力室は１区画当たり、ソーセージ状空円環の内輪の壁面、同空円環の外輪の壁面、回転翼面及び固定翼面の計四面で構成される。
この四面の構成において、油漏れとなる部位は、面対面の交接箇所であるが、これを数えれば
▲１▼ソーセージ状空円環を形成する内輪と外輪の矛先同士の罫線交接が２箇所。
▲２▼内輪・外輪の壁面と回転翼面の直角交接が１箇所。
▲３▼内輪・外輪の壁面と固定翼面の直角交接が１箇所。計４箇所である。
これ等の交接箇所の油漏れに関し
▲１▼の罫線交接部は、作動油圧によって隙間を生じさせるが、この隙間は、当該外部より加圧して施される連続したシール材で塞さがれ、油漏防止を確かなものとされる。
尚、当該部の内輪と外輪の矛先は、作動油圧によりシール材に加圧的に作用して、油漏防止を助ける。
▲２▼の直角交接部は、回転翼を、ソーセージ状空円環の輪郭に沿う主材に、連続した馬蹄形シール材を巻埋設した独立体に構成し、シール材の内スペースに圧力室から作動油を送り込んで、シール材の摺動面を内輪・外輪の壁面に圧接し、油漏防止を確かなものとされる。
▲３▼の直角交接は、回転翼と同様に、シール材の摺動面を内輪・外輪の壁面に圧接し、油漏防止を確かなものとされる。
上記のシール材を数えれば、▲１▼に２条、▲２▼及び▲３▼に各１条、計４条である。
これ等の方策によって圧力室は、作動油に対し自閉的な構成とされる。その結果、作動油圧が高位になるほど圧力室の封密性が高められ、圧力室へ高圧な作動油の供給が可能とされる。
また圧力室の膨れによる油漏れの心配はなく、圧力室は応力ベースの設計ができる。このことは、ＲＶＳＧの小型化につながる。【００２５】＜圧力室の構造と機械加工に関し＞
本発明のＲＶＳＧは、全体構造がシンプルである。特に、圧力室の元となるソーセージ状空円環は、冒頭のＲＶＳＧのような凹凸がないので、旋盤加工による容易な加工と、精度の高い空円環が得られる。
更に、この発明のＲＶＳＧの回転翼と固定翼は、主材と２条の馬蹄形シール材より成る独立体とされ、一本のキーにより夫々内輪と外輪に安定的に結合される。回転翼と固定翼は、カートリッジ型とされる。【００２６】＜ＲＶＳＧのメンテナンスに関し＞
回転翼や固定翼に施されるシール材には、あらかじめその摺動面には油漏防止のために圧力が掛かるようにしなければならない。この目的のために、シール材には余肉が付けられる。
頭記のＲＶＳＧにおいては、余肉をつけたシール材をセグメントやロータのスリットに装填するに際し、シール材を上方より叩き込むとか、その他の方法が採られるが、余肉が邪魔をして、この作業を難しくしている。また圧力室の構成が隠蔽的であるため、細部にわたって目視が届かず、組立作業が総じて難しい。検査に関しても同様である。
一方、本発明のＲＶＳＧでは、余肉の付いたシール材を含む回転翼と固定翼は、内輪の外側からセットして、これを分割された外輪で内輪に向かって押えこみながら外筒を被せ、下方から円形底板で塞げばよい。これ等の作業は、目視のもとに良否を確かめながら行われる。
また解放検査に関しても、据付ボルトを解いて、外筒を吊り上げた後、分割された外輪を半径方向にずらせば、圧力室は目視の場におかれるから検査はし易い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】  この発明の実施の形態を示すＲＶＳＧの縦断面図である。
【図２】  図１の矢視Ａ−Ａに沿う横断面図である。
【図３】  図１の矢視Ｂ−Ｂに沿う横断面図である。
【図４】  図２の矢視Ｃ−Ｃに沿う縦断面図である。
【図５】  図２の矢視Ｄ−Ｄに沿う縦断面図である。
【図６】  図１に示すイ部の詳細図である。
【図７】  図５に示すロ部の詳細図である。
【図８】  図２に示すハ部の詳細図である。
【図９】  図２に示すニ部の詳細図である。
【図１０】  溶接組立製の外筒図である。
【図１１】  溶接組立製の円形底板である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２８】  図１は、この発明の実施の形態を示すＲＶＳＧの縦断面図である。図２は、図１の矢視Ａ−Ａに沿う横断面図である。図３は、図１の矢視Ｂ−Ｂに沿う横断面図である。図４は、図２の矢視Ｃ−Ｃに沿う縦断面図である。図５は、図２の矢視Ｄ−Ｄに沿う縦断面図である。図６は、図１に示すイ部の詳細図である。図７は、図５に示すロ部の詳細図である。図８は、図２に示すハ部の詳細図である。図９は、図２に示すニ部の詳細図である。図１０は溶接組立製の外筒図である。図１１は溶接組立製の円形底板である。【００２９】  図においてＲＶＳＧ１００は、内輪１、外輪２、外筒３、円形底板４、回転翼１４、及び固定翼１５等によってロータリーベーンアクチュエータが構築され、これが舵軸１９に挿入され、舵軸ナット２０で結合され、舵取機甲板２１に据付けられたものである。
これを以下に説明する。【００３０】  中央上部に突出部１ａを有し、舵軸１９に挿入結合される内輪１は、２等分割されて成る外輪２によって、回動自在に内抱されている。（図１参照。外輪２の分割部２ａは図３参照）【００３１】  内輪１と外輪２は、内輪１の突出部１ａに上部軸受ブッシュ５を付帯する頂板３ａと下部に鍔３ｃを有する円筒３ｂとで成る外筒３により、上方から覆い被せられ、下部軸受ブッシュ６とキャリアーデスク７を付帯する円形底板４によって下部が塞がれている。外筒３と円形底板４は、外筒３の鍔３ｃの箇所でボルト８により締結されている。
（図１参照）【００３２】  上述における外筒３と円形底板４は、夫々一体の鋳造製とされているが、製作上の都合により、外筒３と円形底板４の夫々を、鋼板による溶接組立製とされる場合もある。
（図１０、１１参照）【００３３】  外輪２と外筒３は、２本のキー９で結合され、一体化されている。（図２、４参照）【００３４】  内輪１と外輪２の軸中心線を含む縦断面において、内輪１と外輪２との相対部に空円柱が形成され、この空円柱の上下端部が絞られて、内輪１の矛先１ｂと外輪２の矛先２ｂが形成され、矛先１ｂと矛先２ｂを罫線状に結んだソーセージ状空円環１０が形成されている。（図１、６参照）【００３５】  前記の如く形成されたソーセージ状空円環１０に、２組の回転翼１４が等間隔に配装され、この回転翼１４に対応する２組の固定翼１５が外輪２の分割部２ａに配装されて、４区画の圧力室１６が構成されている。（図２参照）【００３６】  ソーセージ状空円環１０は、その上下端に位置する外筒３の頂板３ａと円形底板４とに、四角円環溝１１が掘削され、これ等の四角円環溝１１に、機の中央に向かって突出するシール材１２ｂを収納し、かつ内縁と外縁にＯ‐リング１２ｃを巻埋設した四角円環１２が嵌め込まれ、この四角円環１２の背面１２ａに、外筒３の頂板３ａや円形底板４の外皮に取り付けられた複数の逆止弁１３（例えばグリースニップル）から、油孔１３ａを通じて、グリース、または油が加圧注入され、シール材１２ｂは、内輪１の矛先１ｂと外輪２の矛先２ｂを圧接して、切れ目のない輪郭に形成されている。（図１、６参照）【００３７】  回転翼１４は、主材１４ａの側面が空円環１０に沿う棒状で、その横断面は最大転舵時（舵軸１９を最大に回動した時）のストッパーと成るべく、舵軸１９の軸中心線に対し外側に開く扇状の四角形とされ、この主材１４ａの両端側全周に２条の馬蹄形シール材１４ｂを巻埋設し、夫々の馬蹄形シール材内スペース１４ｃの上下端より主材１４ａを通じて圧力室１６に至る油孔１４ｄを設けた構成とされている。この回転翼１４は、カートリッジ型とされている。（図８、７参照）【００３８】  回転翼１４は、内輪１にキー１４ｅで結合されている。キー１４ｅは、２本のボルト１４ｆで内輪１に結合されている。（図４、８参照）【００３９】  固定翼１５は、主材１５ａ、馬蹄形シール材１５ｂ、馬蹄形シール材内スペース１５ｃ及び油孔１５ｄによって回転翼１４と同様の構成とされている。この固定翼１５は、カートリッジ型とされている。（図４、９参照）【００４０】  固定翼１５は、外輪２にキー１５ｅで結合されている。キー１５ｅは、２本のボルト１５ｆで外輪２に結合されている。（図４、９参照）【００４１】  馬蹄形シール材１４ｂは、その内スペース１４ｃに圧力室１６から油孔１４ｄを通じて作動油が送り込まれ、馬蹄形シール材１４ｂを囲む内輪１と外輪２及び主材１４ａに圧接される。この際、主材１４ａの摺動面には潤滑性が高く、かつ油漏れのし難い圧接力が要求されるが、馬蹄形シール材１４ｂの形状寸法を適切に選択することによりこの要求を満たすことが可能となる。馬蹄形シール材１５ｂも同様である。【００４２】  固定翼１５の両側における外筒３から、圧力室１６に通ずる作動油給排孔１７が設けられている。（図１，９参照）【００４３】  以上によって、ロータリーベーンアクチュエータが構築される。【００４４】  このロータリーベーンアクチュエータは、舵軸１９に挿入され、舵取機甲板２１に据付ボルト１８により据付けられ、内輪１の中央上部の突出部１ａを座とする舵軸ナット２０で舵軸１９に結合されている。（図１参照）【００４５】  上記ロータリーベーンアクチュエータの圧力室１６へ、別置きの油圧ポンプユニットから、作動油給排孔１７を通して、作動油を給排されて、舵軸１９を所要の角度に回動する船舶のロータリーベーン式舵取機１００が得られる。
【符号の説明】
【００４６】  １  内輪、１ａ  突出部、１ｂ  矛先、２  外輪、２ａ  分割部、２ｂ  矛先、
３  外筒、３ａ  頂板、３ｂ  円筒、３ｃ  鍔、
４  円形底板、５  上部軸受ブッシュ、６  下部軸受ブッシュ、７  キャリアーデスク、８  ボルト、９  キー、１０  ソーセージ状空円環、１１  四角円環溝、
１２  四角円環、１２ａ  背面、１２ｂ  シール材、１２ｃ  Ｏ‐リング、
１３  逆止弁、１３ａ  油孔、
１４  回転翼、１４ａ  主材、１４ｂ  馬蹄形シール材、１４ｃ  馬蹄形シール材内スペース、１４ｄ  油孔、１４ｅ  キー、１４ｆ  ボルト
１５  固定翼、１５ａ  主材、１５ｂ  馬蹄形シール材、１５ｃ  馬蹄形シール材内スペース、１５ｄ  油孔、１５ｅ  キー、１５ｆ  ボルト
１６  圧力室、１７  作動油給排孔、１８  据付ボルト、１９  舵軸、２０  舵軸ナット、２１  舵取機甲板、１００  ＲＶＳＧ（ロータリーベーン式舵取機）
【要約】      （修正有）【課題】圧力室へ高圧の作動油を供給することができ、機械加工が容易で、メンテナンスの容易な構造の船舶のロータリーベーン式舵取機を提供する。【解決手段】内輪１を、外輪２で回動自在に内抱し、これ等を外筒３と円形底板４とで抱被する。内輪１と外輪２との相対部にソーセージ状空円環１０を形成し、この空円環１０に、２（又は３）組の回転翼と、これと同数の固定翼を配装して、４（又は６）区画の圧力室１６を構成する。ここで、ソーセージ状空円環１０は切れ目の無い輪郭のものとし、回転翼・固定翼は、この空円環１０に沿う主材に、連続した２条の馬蹄形シール材を巻埋設した独立体とし、かつシール材内スペースに圧力室１６から作動油を送り込んで、シール材の摺動面を内輪１・外輪２に圧接するようにする。回転翼は内輪１にキーで、固定翼は外輪２にキーで結合する。【選択図】図１【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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