(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵軸に対し交差角をもって互いに異なる方向へ突設された２本のアームと、
前記２本のアームの夫々の先端領域に設けられた動滑車と、
前記動滑車に巻回され、両端が固定部位に接続される動力伝達索と、
該動力伝達索を正逆両方向へ走行させる電動モータとを備え、
前記電動モータで前記動力伝達索を走行させ、該動力伝達索の走行に伴う前記動滑車の移動によって前記アームを舵軸の旋回方向に移動させるように構成したことを特徴とする電動舵取装置。
【請求項２】
前記動滑車に対し対面して設けられた固定滑車を備え、
前記動力伝達索が前記動滑車及び固定滑車に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の電動舵取装置。
【請求項３】
複数の動滑車が単一の固定軸に回動可能に装着された動滑車群が前記２本のアームの先端領域に設けられると共に、複数の固定滑車が単一の固定軸に回動可能に装着された固定滑車群が前記動滑車群に対向する位置に設けられ、
前記動力伝達索が前記動滑車群を構成する動滑車及び前記固定滑車群を構成する固定滑車に交互に巻回されていることを特徴とする請求項２に記載の電動舵取装置。
【請求項４】
前記電動モータが前記２本のアームで囲まれる領域の床面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動舵取装置。
【請求項５】
前記電動モータが前記２本のアームに夫々固定され、該電動モータで前記動滑車を回動させることで、前記動力伝達索を走行させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の電動舵取装置。
【請求項６】
前記電動モータの出力軸に接続された回動軸に複数の動滑車が装着され、複数の動滑車のうち少なくとも１個の動滑車が該回動軸に固定され、他の動滑車が該回動軸に遊動可能に装着された動滑車群が前記２本のアームの先端領域に設けられると共に、
複数の固定滑車が単一の固定軸に回動可能に装着された固定滑車群が前記動滑車群に対向する位置に設けられ、
前記動力伝達索が前記動滑車群を構成する動滑車及び前記固定滑車群を構成する固定滑車に交互に巻回されていることを特徴とする請求項５に記載の電動舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧駆動でなく、電動モータで駆動することで、油漏れをなくした電動舵取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の船舶用舵取装置は、油圧アクチュエータで駆動される油圧式が主流であり、油圧式はラプソンスライド型とロータリーベーン型の２つに分類される。ラプソンスライド型は、特許文献１に開示されているように、舵軸を旋回駆動するチラーに接続された油圧アクチュエータを駆動することで、舵軸を旋回させるものである。ロータリーベーン型は、特許文献２に開示されているように、舵軸を囲むハウジングの内部に舵軸と一体の可動ベーンを備え、ハウジングと舵軸との間に、可動ベーンで仕切られた複数の作動室を形成している。複数の作動室のひとつに作動油を供給して、舵軸を回動させるようにしている。
【０００３】
また、特許文献３には、作動油を使用しない電動式舵取装置が開示されている。この舵取装置は、舵軸の上部に旋回環を装着し、該旋回環の外輪を大歯車に形成し、この大歯車にピニオンを噛合させ、このピニオンを電動モータで回転させるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１０／０５２７７７Ａ１公報
【特許文献２】特開２０１１−７３５２６号公報
【特許文献３】特開２００７−８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラプソンスライド型及びロータリーベーン型は、共に油圧を駆動源としており、船内への油漏れのリスクを有している。また、これらの油圧式舵取装置は、４００〜６００ｔ・ｍの大トルクを発生させる必要から、舵軸の上部に大型構造物を設ける必要があり、舵軸の上部に大きな設置スペースを必要とする。また、作動油をシールするシール部の保守点検を頻繁に行う必要がある。
【０００６】
特許文献３に開示された電動式舵取装置は、舵軸の上部に大径歯車からなる減速機などの大型構造物を設ける必要があり、油圧式と同様に、舵軸上部に大きな設置スペースを必要とする。また、大容量の電動モータを必要とし、電力費が高価となり、現状、実用化が容易にではない。また、大径歯車とそれを駆動するピニオンとの芯出しが容易でないという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、舵取装置を油圧駆動でなく、電動とすることで船内への油漏れのリスクを回避し、かつ舵軸上部の構造を簡素化して、舵の取付けや駆動装置の取付け及び保守点検を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明の電動舵取装置は、舵軸に対し交差角をもって互いに異なる方向へ突設された２本のアームと、これら２本のアームの夫々の先端領域に設けられた動滑車と、動滑車に巻回され、両端が固定部位に接続される動力伝達索と、動力伝達索を正逆両方向へ走行させる電動モータとを備え、電動モータで動力伝達索を走行させ、動力伝達索の走行に伴う動滑車の移動によってアームを舵軸の旋回方向に移動させるように構成したものである。
【０００９】
電動モータを稼働して動力伝達索を一方向へ走行させると、２本のアームに舵軸の旋回方向に移動させる力が加わり、舵軸を旋回させることができる。電動モータは正逆両方向へ回転可能なモータか、あるいは一方向回転モータの場合、正逆両方向へ回転可能にする電気回路を設けるようにする。あるいは互いに逆方向へ回転する２個の電動モータを設けるようにしてもよい。動力伝達索は、例えばチェーンや歯付きベルトのように、電動モータの出力軸の回転力が十分伝達され、該回転力により走行可能なものを使用する。
【００１０】
前記構成により、舵軸を電動モータで駆動し、作動油を使用しないので、油漏れのリスクを回避できる。また、電動モータは舵軸及びその周辺部から切り離して設置できるため、舵軸の取り付けが容易になると共に、舵軸上部に大きな設置スペースを必要としない。さらに、電動モータ、動滑車、動力伝達索等、保守点検を必要とする機器を小型化できるため、保守点検が容易になる。
【００１１】
本発明において、前記構成に加えて、動滑車に対し対面して設けられた固定滑車を備え、動力伝達索を動滑車及び固定滑車に巻回するようにする。動力伝達索を動滑車及び固定滑車に巻回することで、減速機構を構成できる。この、減速機構により、動力伝達索の送り量（又は送り速度）に比べてアームの移動速度が小さくなり、その分電動モータの必要トルクを低減できる。そのため、電動モータを小型化できる。なお、固定滑車は、動滑車に対してアームの移動量以上に離して設置する必要がある。
【００１２】
本発明において、複数の動滑車が単一の固定軸に回動可能に装着された動滑車群が２本のアームの先端領域に設けられると共に、複数の固定滑車が単一の固定軸に回動可能に装着された固定滑車群が動滑車群に対向する位置に設けられ、動力伝達索が動滑車群を構成する動滑車及び固定滑車群を構成する固定滑車に交互に巻回されているとよい。減速機構をかかる構成とすることで、減速効果をさらに向上でき、その分電動モータの必要トルクを大幅に低減できる。
【００１３】
本発明において、電動モータを２本のアームで囲まれる領域の床面に配置するとよい。これによって、電動モータを舵軸及びその周辺部から切り離して設置できるため、舵軸の取り付けが容易になると共に、舵軸上部に大きな設置スペースを必要としなくなる。
【００１４】
本発明において、電動モータが２本のアームに夫々固定され、電動モータで動滑車を回動させることで、動力伝達索を走行させるように構成するとよい。電動モータをアームに取り付けることで、舵軸の周辺に、電動モータの設置スペースを確保する必要がなくなる。また、動滑車を直接電動モータで駆動するので、動力伝達索の送りを確実に行うことができる。
【００１５】
本発明において、前記構成に加えて、電動モータの出力軸に接続された回動軸に複数の動滑車が装着され、複数の動滑車のうち少なくとも１個の動滑車が該回動軸に固定され、他の動滑車が該回動軸に遊動可能に装着された動滑車群が２本のアームの先端領域に設けられると共に、複数の固定滑車が単一の固定軸に回動可能に装着された固定滑車群が動滑車群に対向する位置に設けられ、動力伝達索が動滑車群を構成する動滑車及び固定滑車群を構成する固定滑車に交互に巻回されているとよい。かかる構成では、動滑車群と固定滑車群と固定滑車群とで減速機構を構成することで、電動モータの必要トルクを大幅に低減でき、電動モータの小型化を可能とする。
【００１６】
また、電動モータで１個の動滑車のみを回動させ、他の動滑車を電動モータで強制的に回動させず、動力伝達索の送りに追従させることで、動力伝達索にたるみや過大な負荷を発生させることなく、動力伝達索の送りを円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、舵軸の駆動手段として電動モータを用い、電動モータの駆動力を動力伝達索及び動滑車を介して舵軸に固定されたアームに伝達するようにしたので、油漏れを回避できると共に、舵軸上部の構造物を簡素化し低コスト化できる。また、保守点検を必要とする機器が小型化されるので、保守点検が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明装置の第１実施形態に係る電動舵取装置の斜視図である。
【図２】前記第１実施形態の電動舵取装置を別方向から視た斜視図である。
【図３】本発明装置の第２実施形態に係る電動舵取装置の斜視図である。
【図４】第１参考形態に係る電動舵取装置の斜視図である。
【図５】本発明装置の第３実施形態に係る電動舵取装置の斜視図である。
【図６】第２参考形態に係る電動舵取装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２０】
（実施形態１）
本発明の第１実施形態に係る電動舵取装置１０Ａを図１及び図２に基づいて説明する。船体後部に上下方向に配置された舵軸１２は、船体隔壁に設けられた軸受１４によって旋回可能に支持されている。舵軸１２の先端は船体外に突出し、該先端に舵１６が取り付けられている。舵軸１２には、船体内で互いにほぼ直角方向の交差角を有して舵軸１２から２方向に突設されたアーム部位１８ａ、１８ｂからなるアーム１８が固定されている。アーム部位１８ａ、１８ｂは上下２段に構成され、これらアーム部位の先端で固定軸２０ａ、２０ｂが上下のアーム部位間に架設され、固定軸２０ａ、２０ｂに夫々動滑車２２ａ及び２２ｂが回動可能に遊嵌されている。
【００２１】
アーム部位１８ａ及び１８ｂで囲まれる領域に電動モータ２４が配置され、電動モータ２４は船体の床面２５に固定されている。電動モータ２４は正逆両方向に回転可能に構成されている。電動モータ２４の出力軸２４ａにドラム２６が取り付けられている。動滑車２２ａ、２２ｂ及びドラム２６にスチールワイヤ２８が巻回され、動滑車２２ａ、２２ｂの外輪端面にはスチールワイヤ２８を受ける凹溝２３ａ、２３ｂが設けられている。スチールワイヤ２８は、動滑車２２ａ、２２ｂに対し、アーム１８の移動方向を除く領域に巻回されている。これによって、スチールワイヤ２８の走行によって、動滑車２２ａ、２２ｂがアーム１８の移動方向へ移動可能になっている。スチールワイヤ２８の両端は、電動モータ２４の両側近傍で、床面２５に止め金具３０及び３２で固定されている。
【００２２】
ドラム２６の両側には、ガイドローラ３４及び３６が設けられている。ガイドローラ３４、３６によってスチールワイヤ２８のドラム２６に対する巻回角を確保し、スチールワイヤ２８とドラム２６間の摩擦力を高め、ドラム２６の回転によってスチールワイヤ２８を走行可能にしている。
【００２３】
かかる構成において、電動モータ２４を船舶内の電力を用いて駆動する。これによって、スチールワイヤ２８が矢印ａ方向又は矢印ｂ方向に走行する。例えば、スチールワイヤ２８が矢印ａ方向に走行したとき、動滑車２２ａが電動モータ２４側へ移動することで、舵軸１２が旋回し、舵１６が転舵される。
【００２４】
本実施形態によれば、舵軸１２を電動モータ２４で駆動し、作動油を使用しないので、油漏れのリスクを回避できる。また、電動モータ２４は舵軸１２から切り離して設置できるため、舵軸上部に大きな構造物を設ける必要がない。従って、舵軸１２の取り付けが容易になる。さらに、電動モータ、動滑車、動力伝達索等、保守点検を必要とする機器を小型化できるため、保守点検が容易になる。また、スチールワイヤ２８の両端を床面２５に固定することで、スチールワイヤ２８の走行によるアーム１８の移動を確実に行うことができる。
【００２５】
なお、動滑車と固定滑車とを組み合わせ、動滑車の数を増やすことで、電動モータ２４の駆動トルクを低減できる。スチールワイヤ２８の移動量は、電動モータ２４の回転数を制御することで調整できる。
【００２６】
（実施形態２）
次に、本発明の第２実施形態に係る電動舵取装置１０Ｂを図３により説明する。電動舵取装置１０Ｂは、アーム部位１８ａ間に架設された固定軸２０ａに、動滑車群３８を構成する４個の動滑車３８ａ〜ｄが互いに若干の間隔を空けて回動可能に遊嵌されている。また、電動モータ２４の左隣りで動滑車群３８に対向する位置の床面２５に、固定軸４２が立設されている。固定軸４２には、固定滑車群４４を構成する３個の固定滑車４４ａ〜ｃが、互いに若干の間隔を空けて回動可能に遊嵌されている。
【００２７】
同様に、アーム部位１８ｂ間に架設された固定軸２０ｂには、動滑車群４０を構成する４個の動滑車４０ａ〜ｄが、互いに若干の間隔を空けて回動可能に遊嵌されている。また、電動モータ２４の右隣りで動滑車群４０に対向する位置の床面２５に、固定軸４６が立設されている。固定軸４６には、固定滑車群４８を構成する３個の固定滑車４８ａ〜ｃが、互いに若干の間隔を空けて回動可能に遊嵌されている。
【００２８】
スチールワイヤ２８は、アーム部位１８ａ及び１８ｂの夫々において、動滑車群を構成する動滑車及び固定滑車群を構成する固定滑車に、上方から順番にかつ動滑車と固定滑車とに交互に巻回されている。なお、動滑車群と固定滑車群とは、アーム部位１８ａ、１８ｂの最大移動量を許容する距離だけ離れている。その他の構成は第１実施形態と同一であり、同一部材には同一の符号を付している。
【００２９】
本実施形態では、動滑車群３８及び固定滑車群４４と、動滑車群４０及び固定滑車群４８とで、夫々減速機構を構成している。これによって、電動モータ２４を駆動したとき、スチールワイヤ２８の送り量（又は送り速度）に対して、アーム１８の回動速度を、第１実施形態と比べて減速できる。逆に、減速した分だけ電動モータ２４の必要トルクを低減できる。そのため、第１実施形態と比べて、電動モータ２４を小型化できる。
【００３０】
なお、動滑車群又は固定滑車群は、各滑車を固定軸に対して結合するようにしてもよい。この場合、スチールワイヤ２８の送り量（又は送り速度）は各滑車で異なるので、滑車毎に、送り量（又は送り速度）に合わせた外径にする必要がある。また、動滑車群３８、４０の動滑車の個数を２個とし、固定滑車群４４、４８の固定滑車の数を１個としても、減速機構を構成できる。
【００３１】
（参考形態１）
次に、第１参考形態に係る電動舵取装置１０Ｃを図４により説明する。電動舵取装置１０Ｃは、第２実施形態の固定滑車群４４及び４８をひとつの固定滑車群に統合した構成をもつ。この固定滑車群５２は、電動モータ２４の後ろ側の床面２５に立設された固定軸５０と、互いに若干の間隔を空けて遊嵌状態で装着された６個の固定滑車５２ａ〜ｆとからなる。動滑車群３８及び４０の下端には、台車５４ａ及び５４ｂが設けられ、これらの台車で動滑車群３８又は４０の重量を支持しつつ、これら動滑車群の移動を容易にしている。
【００３２】
また、固定滑車群５２の後ろ側にガイドローラ５６が設けられている。スチールワイヤ５４は無端状になっている。図４に示すように、スチールワイヤ５４は、上方の動滑車及び固定滑車から順々に下方に、かつ動滑車と固定滑車とに交互に巻回されている。また、固定滑車群５２では、動滑車群３８又は４０に対して１段置きにスチールワイヤ５４が巻回されている。動滑車群３８及び４０の下端に位置する動滑車３８ｄ及び４０ｄ間では、スチールワイヤ５４が、固定滑車群５２の後ろ側で床面２５に設けられたガイドローラ５６にガイドされている。
【００３３】
本参考形態によれば、固定滑車群を１個の固定滑車群５２に統合したので、固定滑車群の設置スペースを縮小できる。また、動滑車群３８、４０の下端に台車５４ａ、５４ｂを設けたので、動滑車群の重量を支持しつつ、動滑車群の移動を円滑に行うことができる。
【００３４】
（実施形態３）
次に、本発明の第３実施形態に係る電動舵取装置１０Ｄを図５により説明する。電動舵取装置１０Ｄは、第１実施形態の構成に対して、電動モータ５８ａ及び５８ｂを夫々アーム部位１８ａ及び１８ｂの先端領域上面に設けている。そして、電動モータ５８ａ、５８ｂの出力軸６０ａ、６０ｂは、夫々動滑車２２ａ、２２ｂの固定軸２０ａ、２０ｂに結合されている。その他の構成は第１実施形態と同一である。
【００３５】
本実施形態によれば、電動モータ５８ａ、５８ｂで動滑車２２ａ、２２ｂを回動させるので、スチールワイヤ２８を確実に走行させ、アーム１８を回動させることができる。また、電動モータ５８ａ、５８ｂをアーム１８の上面に設けているので、床面２５上の設置スペースを不要にできる。
【００３６】
（参考形態２）
次に、第２参考形態に係る電動舵取装置１０Ｅを図６により説明する。電動舵取装置１０Ｅは、第３実施形態の構成に、第１参考形態の減速機構、即ち、動滑車群３８、４０及び固定滑車群５２を組み込んだものである。即ち、電動モータ５８ａ、５８ｂの出力軸６０ａ、６０ｂを固定軸２０ａ、２０ｂに結合している。さらに、動滑車群３８、４０の上端にある動滑車３８ａ、４０ａを固定軸２０ａ、２０ｂに固定し、その他の動滑車を固定軸２０ａ、２０ｂに対して遊嵌状態で装着している。
【００３７】
本参考形態では、固定滑車群を１個に統合し、かつ電動モータ５８ａ、５８ｂをアーム部位１８ａ、１８ｂに設けたことで、舵軸周辺の設置スペースを大幅に縮小できる。また、動滑車群３８、４０の下端に台車５４ａ、５４ｂを設けたので、これら台車で動滑車群の重量を支持しつつ、動滑車群の移動を円滑に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、舵取装置を電動とすることで船内への油漏れのリスクを回避し、かつ舵軸上部の構造を簡素化し、低コスト化すると共に、保守点検を容易にすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ    電動舵取装置
１２                        舵軸
１４                        軸受
１６                        舵
１８                        アーム
１８ａ、１８ｂ            アーム部位
２０ａ、２０ｂ、４２、４６、５０    固定軸
２２ａ、２２ｂ              動滑車
２３ａ、２３ｂ              凹溝
２４、５８ａ、５８ｂ        電動モータ
２４ａ、６０ａ、６０ｂ    出力軸
２５                        床面
２６                        ドラム
２８、５４                  スチールワイヤ
３０，３２                  止め金具
３４，３６、５６            ガイドローラ
３８，４０                  動滑車群
３８ａ〜ｄ、４０ａ〜ｄ    動滑車
４４、４８、５２            固定滑車群
４４ａ〜ｃ、４４ａ〜ｃ、５２ａ〜ｆ    固定滑車
５４ａ、５４ｂ              台車
【図１】
0005822684.tif 000002
【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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