(57)【要約】【課題】簡易な構成で、摺動部分に生じる摺動音を低減することができる軸体を提供する。【解決手段】部材９を貫通する貫通孔９Ａに、軸方向および周方向のうちの少なくともいずれか一方に移動可能に挿通されるとともに、内部に形成された空洞部１０と、空洞部１０に連通して、貫通孔９Ａの内周面に向けて開口する連通孔２０と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材を貫通する貫通孔に、軸方向および周方向のうちの少なくともいずれか一方に移動可能に挿通されるとともに、
内部に形成された空洞部と、
前記空洞部に連通して、前記貫通孔の内周面に向けて開口する連通孔と、を備えている軸体。
【請求項２】
前記空洞部に、吸音材が充填されている請求項１に記載の軸体。
【請求項３】
前記吸音材は、潤滑油である請求項２に記載の軸体。
【請求項４】
前記連通孔は、軸方向に間隔をあけて複数配置され、
軸方向に互いに隣り合う前記連通孔同士の孔径は、互いに異なっている請求項１から３のいずれか１項に記載の軸体。
【請求項５】
前記連通孔は、軸方向に間隔をあけて複数配置され、
軸方向に互いに隣り合う前記連通孔同士の間隔は、軸方向の位置により互いに異なっている請求項１から４のいずれか１項に記載の軸体。
【請求項６】
前記軸体の外周面と、前記空洞部と、の間における、軸方向と直交する径方向の距離は、軸方向の位置により異なっている請求項１から５のいずれか１項に記載の軸体。
【請求項７】
前記空洞部の内側には、軸方向に延びる支持軸部が形成され、
前記支持軸部の外周面には、軸方向と直交する径方向に窪む凹部が形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の軸体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の軸体と、
前記軸体の一方側の端部に連結された操舵輪と、
前記軸体の他方側の端部に連結された操舵板と、を備えている操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸体、および操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンルーム内のゴム部品と、固定具と、の間に配置される摺動部品用の布帛が記載されている。
この布帛を、ゴム部品と固定具との間に配置することで、ゴム部品と固定具との間の摺動部分に生じる摺動音を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７７５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の船舶では、例えば船体外板を操舵軸等が貫通しており、この部位で操舵軸が直線、もしくは回転運動することにより、摺動による振動や摺動音が発生する。
本願発明者は、前述した摺動部品用の布帛を用いることなく、摺動部分に生じる摺動音を低減することができる軸体を発明した。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成で、摺動部分に生じる摺動音を低減することができる軸体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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明の一態様に係る軸体は、部材を貫通する貫通孔に、軸方向および周方向のうちの少なくともいずれか一方に移動可能に挿通されるとともに、内部に形成された空洞部と、前記空洞部に連通して、前記貫通孔の内周面に向けて開口する連通孔と、を備えている。
【０００７】
この構成によれば、貫通孔に軸方向および周方向のうちの少なくともいずれか一方に移動可能に挿通される軸体が、空洞部と、この空洞部に連通して貫通孔の内周面に向けて開口する連通孔と、を備えている。このため、軸体が貫通孔に対して移動した際に、軸体の外周面と、貫通孔の内周面と、の間の摺動部分で生じた摺動音を、連通孔を通して空洞部の内部に伝播させ、空洞部内で反響させて打ち消すことができる。これにより、簡易な構成で、摺動部分に生じる摺動音を低減することができる。
【０００８】
また、上記の軸体の前記空洞部に、吸音材が充填されてもよい。
【０００９】
この構成によれば、空洞部に吸音材が充填されていることにより、前述した消音効果に加えて、吸音材により、摺動音を吸音することができる。
【００１０】
また、上記の軸体の前記吸音材は、潤滑油であってもよい。
【００１１】
この構成によれば、連通孔を通じて、軸体の外周面と、貫通孔の内周面と、の間の摺動部分に潤滑油が供給されることで、前述した消音効果に加えて、軸体の摺動性を向上することができる。
【００１２】
また、上記の軸体の前記連通孔は、軸方向に間隔をあけて複数配置され、軸方向に互いに隣り合う前記連通孔同士の孔径は、互いに異なってもよい。
【００１３】
この構成によれば、軸方向に互いに隣り合う連通孔同士の孔径が互いに異なっているので、幅広い周波数帯域の摺動音に対して前述した消音効果を奏することができる。
【００１４】
また、上記の軸体の前記連通孔は、軸方向に間隔をあけて複数配置され、軸方向に互いに隣り合う前記連通孔同士の間隔は、軸方向の位置により異なってもよい。
【００１５】
この構成によれば、軸方向に互いに隣り合う連通孔同士の間隔が、軸方向の位置により互いに異なっている。このため、例えば、軸方向に互いに隣り合う連通孔同士の軸方向の間隔が全て同じである構成のように、軸体の軸方向の移動速度と、連通孔同士の間の軸方向の間隔と、により決まる周期に起因して生じる二次発生音を抑えることができる。
【００１６】
また、上記の軸体の前記外周面と前記空洞部との間における、軸方向と直交する径方向の距離は、軸方向の位置により異なってもよい。
【００１７】
この構成によれば、軸方向の位置により、空洞部の径方向の大きさが変化することになるため、幅広い周波数帯域の摺動音に対して前述した消音効果を奏することができる。
【００１８】
また、上記の軸体の前記空洞部の内側には、軸方向に延びる支持軸部が形成され、前記支持軸部の外周面には、軸方向と直交する径方向に窪む凹部が形成されてもよい。
【００１９】
この構成によれば、空洞部の内側に形成された支持軸部の外周面に、径方向に窪む凹部が形成されている。このため、凹部において、空洞部で奏する消音効果と異なる周波数帯域の音に対して、消音効果を奏することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る操舵装置は、前述したいずれかの軸体と、前記軸体の一方側の端部に連結された操舵輪と、前記軸体の他方側の端部に連結された操舵板と、を備えている。
【００２１】
この構成によれば、操舵装置において、前述した軸体による摺動音を低減する効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の軸体によれば、簡易な構成で、摺動部分に生じる摺動音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る操舵装置の概略図における（ａ）上面図、（ｂ）側面図である。
【図２】図１に示す軸体における、貫通孔への挿通状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る軸体における、貫通孔への挿通状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る軸体における、貫通孔への挿通状態を示す縦断面図である。
【図５】図１に示す軸体の第１変形例を示す正面図である。
【図６】図１に示す軸体の第２変形例を示す正面図である。
【図７】図１に示す軸体の第３変形例を示す縦断面図である。
【図８】図１に示す軸体の第４変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る操舵装置１００の概略図における上面図、図１（ｂ）は操舵装置１００の概略図における側面図であり、図２は、図１に示す第１軸体１Ａにおける、貫通孔９Ａへの挿通状態を示す縦断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る操舵装置１００は、船舶の操舵装置であって、軸体１と、軸体１の一方側の端部に図示しない駆動装置を介して連結された操舵輪９０と、軸体１の他方側の端部に連結された操舵板９１と、を備えている。
以下の説明において、軸体１の中心軸線Ｏに沿う方向を軸方向という。また、軸方向から見た平面視で、中心軸線Ｏと直交する方向を径方向といい、中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
【００２６】
図２に示すように、軸体１は、船体を構成する部材９を貫通する貫通孔９Ａに、軸方向および周方向のうちの少なくともいずれか一方に移動可能に挿通されている。軸体１は、例えば金属材料により形成され、金属粉末を積層して造形する３Ｄプリンタ等を用いて製造することができる。
軸体１は、操舵輪９０側に位置する第１軸体（軸体１）１Ａと、操舵板９１側に位置する第２軸体（軸体１）１Ｂと、を備えている。図示の例では、第１軸体１Ａは船体の前後方向に延び、第２軸体１Ｂは船体の上下方向に延びている。第１軸体１Ａおよび第２軸体１Ｂはリンク機構９２を介して互いに連結されている。
【００２７】
第１軸体１Ａは、貫通孔９Ａに対して軸方向に移動可能に挿通されている。第２軸体１Ｂは、貫通孔９Ａに対して周方向に回転可能とされている。第２軸体１Ｂは、操舵板９１の回転軸となっている。
第１軸体１Ａの軸方向の移動が、リンク機構９２により第２軸体１Ｂに伝達され、第２軸体１Ｂが周方向に回転することで、操舵板９１が第２軸体１Ｂ回りに回動する。これにより船舶の針路を変更することができる。
以下の説明において、軸体１として第１軸体１Ａを例に挙げて説明する。
【００２８】
貫通孔９Ａおよび第１軸体１Ａはそれぞれ、前記平面視で円形状をなし、互いに同軸に配置されている。貫通孔９Ａの内周面、および第１軸体１Ａの外周面は、径方向に隙間をあけて対向している。第１軸体１Ａを貫通孔９Ａに対して軸方向および周方向に移動させると、貫通孔９Ａの内周面と、第１軸体１Ａの外周面と、が互いに摺動する。
【００２９】
そして本実施形態では、第１軸体１Ａは、内部に形成された空洞部１０と、空洞部１０に連通して、貫通孔９Ａの内周面に向けて開口する連通孔２０と、を備えている。
空洞部１０は、中心軸線Ｏと同軸に配置された筒状の空間をなしている。空洞部１０の内側には、軸方向に延びる支持軸部３０が形成されている。支持軸部３０は、軸方向から見た断面視で円形状をなし、中心軸線Ｏと同軸に配置されている。
【００３０】
支持軸部３０は、第１軸体１Ａのうち、貫通孔９Ａに対して軸方向の一方側に位置する部分と、他方側に位置する部分と、を連結している。図示の例では、支持軸部３０は第１軸体１Ａと一体に形成されている。
空洞部１０の上下方向の大きさは、貫通孔９Ａの上下方向の大きさよりも大きくなっている。第１軸体１Ａのうち、空洞部１０の径方向の外側に位置する部分には、中心軸線Ｏと同軸に配置された筒状の周壁部４０が形成されている。
【００３１】
連通孔２０は、周壁部４０に、軸方向および周方向に間隔をあけて複数配置されている。連通孔２０は、周壁部４０のうち、貫通孔９Ａにおける軸方向の内側に位置する部分に形成されている。
なお、このような態様に限らず、連通孔２０を、周壁部４０のうち、貫通孔９Ａにおける軸方向の外側に位置する部分にまで形成してもよい。
【００３２】
図示の例では、４つの連通孔２０が軸方向に列をなし、この孔列が周方向に間隔をあけて複数配置されている。連通孔２０の数量は任意に変更することができる。
複数の連通孔２０それぞれにおける孔径は、全て同等となっている。軸方向および周方向に隣り合う連通孔２０同士の間隔は、互いに同等となっている。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る第１軸体１Ａによれば、貫通孔９Ａに軸方向に移動可能に挿通される第１軸体１Ａが、空洞部１０と、この空洞部１０に連通して貫通孔９Ａの内周面に向けて開口する連通孔２０と、を備えている。このため、第１軸体１Ａが貫通孔９Ａに対して軸方向に移動した際に、第１軸体１Ａの外周面と、貫通孔９Ａの内周面と、の間の摺動部分で生じた摺動音を、連通孔２０を通して空洞部１０の内部に伝播させ、空洞部１０内で反響させて打ち消すことができる。これにより、簡易な構成で、摺動部分に生じる摺動音を低減することができる。
また、本実施形態に係る操舵装置１００によれば、第１軸体１Ａを備えているので、操舵装置１００において、第１軸体１Ａによる摺動音を低減する効果を奏することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る軸体２における、貫通孔９Ａへの挿通状態を示す縦断面図である。
図３に示すように、第２実施形態に係る軸体２では、空洞部１０に吸音材５０が充填されている点が、第１軸体１Ａと異なっている。以下の説明では、上記第１実施形態と共通の箇所の説明は省略する。また、説明に用いる図面において、図２と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００３５】
吸音材５０は、空洞部１０の全域に充填されている。吸音材５０は、軸体２を形成する材料に比べて吸音率が高い材料で形成されている。吸音材５０として、例えばスポンジのような多孔質で柔軟性を備えた材料を採用することができる。このような材料を採用することで、吸音材５０が吸音効果を効果的に発揮することができる。
なお、吸音材５０は、空洞部１０の一部に隙間を残した状態で、空洞部１０に充填されてもよい。また、吸音材５０は固体に限らず、液体であってもよい。
以上説明したように、本実施形態に係る軸体２によれば、空洞部１０に吸音材５０が充填されていることにより、前述した消音効果に加えて、吸音材５０により、摺動音を吸音することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る軸体３における、貫通孔９Ａへの挿通状態を示す縦断面図である。
図４に示すように、第３実施形態に係る軸体３では、前記吸音材５０として潤滑油５１が採用されている点が軸体２と異なっている。以下の説明では、上記第２実施形態と共通の箇所の説明は省略する。また、説明に用いる図面において、図３と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００３７】
軸体３の内部には、空洞部１０に連通する供給路１１が形成されている。供給路１１は、例えば空洞部１０の内面のうち、軸方向を向く内端面１０Ａに開口するとともに、軸方向に延びている。図示の例では、供給路１１は、径方向から見た縦断面視で、中心軸線Ｏを径方向に挟む位置に各別に配置されている。
なお、供給路１１は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、供給路１１の形状および位置は、任意に変更することができる。
【００３８】
供給路１１は、詳細を図示しないポンプＰと接続されている。ポンプＰから潤滑油５１が供給されることで、連通孔２０を通して、貫通孔９Ａの内周面と、軸体３の外周面と、の間の隙間から外部に漏れ出る潤滑油５１を、必要に応じて空洞部１０に補充することができる。
なお、軸体３の周囲に設けたオイルパン（図示せず）により、前述のように外部に漏れ出た潤滑油５１を回収し、ポンプＰに戻す循環経路を構成してもよい。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係る軸体３によれば、吸音材５０として潤滑油５１が充填されている。このため、連通孔２０を通じて、貫通孔９Ａの内周面と、軸体３の外周面と、の間の摺動部分に潤滑油５１が供給されることで、前述した消音効果に加えて、軸体３の摺動性を向上することができる。
【００４０】
（第１変形例）
次に、第１軸体１Ａの第１変形例について説明する。以下の説明において、前述した各実施形態と共通の箇所の説明は省略する。また、説明に用いる図面において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００４１】
図５は、図１に示す第１軸体１Ａの第１変形例を示す正面図である。
図５に示すように、第１変形例に係る軸体４では、軸方向に互いに隣り合う連通孔２０同士の孔径が、互いに異なっている。孔径の異なる連通孔２０は規則的に配置されている。図示の例では、孔径は小径、中径、大径の３種類に区別されている。
【００４２】
複数の連通孔２０は、軸方向の一方側から他方側に向けて、次第に大きくなるとともに、大径の次に小径となるように規則性を持って配置されている。また、周方向に互いに隣り合う連通孔２０同士の孔径も互いに異なっている。
以上説明したように、本変形例に係る軸体４によれば、軸方向に互いに隣り合う連通孔２０同士の孔径が互いに異なっているので、幅広い周波数帯域の摺動音に対して前述した消音効果を奏することができる。
【００４３】
（第２変形例）
次に、第１軸体１Ａの第２変形例について説明する。以下の説明において、前述した各実施形態と共通の箇所の説明は省略する。また、説明に用いる図面において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００４４】
図６は、図１に示す第１軸体１Ａの第２変形例を示す正面図である。
図６に示すように、第２変形例に係る軸体５では、軸方向に互いに隣り合う連通孔２０同士の間隔が、軸方向の位置により互いに異なっている。連通孔２０同士の間隔は、３種類の寸法に区別されている。
【００４５】
連通孔２０同士の間隔は、軸方向の一方側から他方側に向かうに従い、最短寸法ａ、中間寸法ｂ、および最長寸法ｃの順に設定され、最長寸法ｃの次に最短寸法ａとなるように規則性を持って配置されている。また、複数の連通孔２０における軸方向の間隔は、軸方向の孔列毎の周方向の位置により、互いに異なって配置されている。
【００４６】
以上説明したように、本変形例に係る軸体５によれば、軸方向に互いに隣り合う連通孔２０同士の間隔が、軸方向の位置により互いに異なっている。このため、例えば、軸方向に互いに隣り合う連通孔２０同士の軸方向の間隔が全て同じである構成のように、軸体５の軸方向の移動速度と、連通孔２０同士の間の軸方向の間隔と、により決まる周期に起因して生じる二次発生音を抑えることができる。
【００４７】
（第３変形例）
次に、第１軸体１Ａの第３変形例について説明する。以下の説明において、前述した各実施形態と共通の箇所の説明は省略する。また、説明に用いる図面において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００４８】
図７は、図１に示す第１軸体１Ａの第３変形例を示す縦断面図である。
図７に示すように、第３変形例に係る軸体６では、軸体６の外周面と、空洞部１０と、の間における径方向の距離が、軸方向の位置により異なっている。軸体６の外周面と、空洞部１０と、の間における径方向の距離は、軸方向の一方側から他方側に向かうに従い漸次、大きくなっている。
【００４９】
空洞部１０の内面のうち、径方向の内側を向く外側面１０Ｂは、軸方向の一方側から他方側に向かう従い漸次、径方向の内側に向けて延びている。このため、空洞部１０の径方向の大きさは、軸方向の一方側から他方側に向かうに従い漸次、小さくなっている。そして、空洞部１０の空間の大きさにより、前述した消音効果を奏する摺動音の周波数が決まることとなる。
以上説明したように、本変形例に係る軸体６によれば、軸方向の位置により、空洞部１０の径方向の大きさが変化することになるため、幅広い周波数帯域の摺動音に対して前述した消音効果を奏することができる。
【００５０】
（第４変形例）
次に、第１軸体１Ａの第４変形例について説明する。以下の説明において、前述した各実施形態と共通の箇所の説明は省略する。また、説明に用いる図面において、図１と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
【００５１】
図８は、図１に示す第１軸体１Ａの第４変形例を示す縦断面図である。
図８に示すように、第４変形例に係る軸体７では、支持軸部３０の外周面に、径方向に窪む第１凹部（凹部）３１が形成されている。
第１凹部３１の周方向の大きさは、中心軸線Ｏを中心とする中心角が１８０°以下となっている。また第１凹部３１は、支持軸部３０の外周面のうち、軸方向の中央部に配置されている。なお、第１凹部３１の周方向の大きさ、および軸方向の位置は、任意に変更することができる。
【００５２】
また、第４変形例に係る軸体７では、空洞部１０の内端面１０Ａに、軸方向に窪む第２凹部１２が形成されている。第２凹部１２は、互いに軸方向に対向する一対の内端面１０Ａに各別に配置されている。
第２凹部１２の径方向の大きさは、支持軸部３０の外周面と、空洞部１０の外側面１０Ｂと、の間の径方向の距離と同等となっている。第２凹部１２の周方向の大きさは、中心軸線Ｏを中心とする中心角が１８０°以下となっている。なお、第２凹部１２の径方向および周方向の大きさは任意に変更することができる。
【００５３】
以上説明したように、本変形例に係る軸体７によれば、空洞部１０の内側に形成された支持軸部３０の外周面に、径方向に窪む第１凹部３１が形成されている。このため、第１凹部３１において、空洞部１０で奏する消音効果と異なる周波数帯域の音に対して、消音効果を奏することができる。
【００５４】
また、軸体７によれば、空洞部１０の内端面１０Ａに、軸方向に窪む第２凹部１２が形成されているので、支持軸部３０の径方向の大きさを確保しながら、空洞部１０の大きさを確保することができる。これにより、支持軸部３０の剛性を減少させることなく、想定される摺動音の周波数に応じて決められる空洞部１０の大きさに、自由度を与えることができる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００５６】
例えば、上記各実施形態においては、軸体１〜７の空洞部１０の内側に、軸方向に延びる支持軸部３０が形成されている構成を示したが、このような態様に限られない。空洞部１０の内側に支持軸部３０が形成されておらず、周壁部４０のみにより、軸体１〜７のうち、貫通孔９Ａに対して軸方向の一方側に位置する部分と、他方側に位置する部分と、が連結されてもよい。
【００５７】
また、上記各実施形態においては、軸体１〜７の周壁部４０が、軸体１〜７と一体に形成されている構成を示したが、このような態様に限られない。周壁部４０は軸体１〜７と別体に形成されてもよい。
このような場合には、前述した３Ｄプリンタによる製造に代えて、切削加工と溶接加工と、により軸体を製造してもよい。すなわち、まず軸体の外周面に、径方向の内側に向けて窪む空洞部１０を全周にわたって形成する。その後、軸体を筒状の周壁部４０の内側に挿通し、周壁部４０により、空洞部１０の径方向の外側を覆わせる。そして、溶接加工により軸体の外周面と、周壁部４０と、を接続する。この場合には、周壁部４０の外径が軸体の外周面の外径よりも大きくなる。
【００５８】
また、上記各実施形態においては、軸体１〜７が操舵装置１００に適用されている構成を示したが、このような態様に限られない。軸体１〜７は操舵装置１００に限らず、互いに摺動する部材同士の一方が軸部材である場合に、この軸部材に適用することができる。
【００５９】
また、上記第１実施形態においては、第１軸体１Ａが、貫通孔９Ａに対して軸方向に移動可能とされた構成を示したが、このような態様に限られない。本発明の構成を、貫通孔９Ａに対して周方向に移動可能とされた第２軸体１Ｂに採用してもよいし、軸体１は貫通孔９Ａに対して軸方向および周方向の双方向に移動可能とされてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１、２、３、４、５、６、７  軸体
１Ａ  第１軸体（軸体）
１Ｂ  第２軸体（軸体）
９  部材
９Ａ  貫通孔
１０  空洞部
２０  連通孔
３０  支持軸部
３１  第１凹部（凹部）
４０  周壁部
５０  吸音材
５１  潤滑油
９０  操舵輪
９１  操舵板
１００  操舵装置
【図１】
2019086106.tif 000003
【図２】
2019086106.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019086106.tif 000008
【図７】
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【図８】
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