(57)【要約】【課題】舵の被動ギアを駆動ギアによって回転させる際に駆動ギア及び被動ギアに損傷が生じることを抑制できるとともに船舶の運航を安定させることができ、且つ装置構成の小型化を図ることができる電動舵取機用駆動装置を提供する。【解決手段】本実施の形態に係る電動舵取機１における駆動装置１１は、電動機１２と、電動機１２から出力される回転動力を減速させて出力軸であるキャリア２５から出力する減速機１３と、キャリア２５に設けられ、舵の回転軸線上に回転中心が位置するように当該舵に固定されるピニオンギア１０４と噛み合う駆動ギアであるピニオン１７と、を有し、上述の減速機１３は偏心揺動型減速機となっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶本体に設けられる舵を回転駆動する電動舵取機用駆動装置であって、
電動機と、
前記電動機から出力される回転動力を減速させて出力軸から出力する減速機と、
前記出力軸に設けられ、前記舵の回転軸線上に回転中心が位置するように当該舵に固定される被動ギアと噛み合う駆動ギアと、を有し、
前記減速機は、偏心揺動型減速機である、電動舵取機用駆動装置。
【請求項２】
前記電動機から前記減速機への回転動力の伝達及び非伝達を切り換えるクラッチ機構をさらに備える、請求項１に記載の電動舵取機用駆動装置。
【請求項３】
前記電動機の回転を制動する電磁ブレーキをさらに備える、請求項１又は２に記載の電動舵取機用駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動舵取機用駆動装置と、
前記電動舵取機用駆動装置の前記駆動ギアと噛み合う前記被動ギアと、を備える、電動舵取機構。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動舵取機用駆動装置と、
前記電動舵取機用駆動装置の前記駆動ギアと噛み合う前記被動ギアと、
前記被動ギアが固定された前記舵と、を備える、電動舵取ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の電動舵取ユニットを備える、船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動舵取機用駆動装置、電動舵取機構、電動舵取ユニット及び船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶は、一般に船舶本体に取り付けられる舵が舵取機によって操作されることで、針路が調整される。上述の舵取機としては、通常、油圧舵取機又は電動舵取機が用いられている。
【０００３】
電動舵取機によれば、船舶内の機器のレイアウトの小型化を図り易く、環境性能に優れる等の利点が得られる。このような点から、近時、電動舵取機は注目されている。例えば特許文献１には、２つの電動機によって舵を操作する電動舵取機が開示されている。この電動舵取機は、電動機の回転を２つの遊星歯車列によって減速し、減速された回転を後段の遊星歯車列から舵に伝達するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５６１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、遊星歯車機構を利用する減速機は、一般的にバックラッシが大きい。そのため、特許文献１の舵取機では、２つの遊星歯車列が設けられることで、そのバックラッシが比較的大きくなる。したがって、舵を旋回させる際に、バックラッシの距離分で加速された舵取機の駆動ギアが舵の被動ギアに瞬間的に強い力で突き当たることで、これらの部材に損傷が生じる虞がある。
【０００６】
また、上述のように駆動ギアが舵の被動ギアに瞬間的に強い力で突き当たる場合、船舶が揺れ易くなるため、船舶の運航が不安定となる虞もある。さらに、特許文献１に開示された舵取機は、２つの遊星歯車列を有することで比較的大型であり、小型化にも改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであって、舵の被動ギアを駆動ギアによって回転させる際に駆動ギア及び被動ギアに損傷が生じることを抑制できるとともに船舶の運航を安定させることができ、且つ装置構成の小型化を図ることができる電動舵取機用駆動装置、電動舵取機構、電動舵取ユニット及び船舶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】
【０００８】
本発明に係る電動舵取機用駆動装置は、船舶本体に設けられる舵を回転駆動する電動舵取機用駆動装置であって、電動機と、前記電動機から出力される回転動力を減速させて出力軸から出力する減速機と、前記出力軸に設けられ、前記舵の回転軸線上に回転中心が位置するように当該舵に固定される被動ギアと噛み合う駆動ギアと、を有し、前記減速機は、偏心揺動型減速機である、電動舵取機用駆動装置、である。
【０００９】
本発明に係る電動舵取機用駆動装置によれば、減速機が偏心揺動型減速機であるため、バックラッシを小さくすることができ、駆動ギアが舵の被動ギアに瞬間的に強い力で突き当たることが抑制される。また、小型であっても減速比を大きく確保できる。これにより、舵の被動ギアを駆動ギアによって回転させる際に駆動ギア及び被動ギアに損傷が生じることを抑制できるとともに船舶の運航を安定させることができ、且つ装置構成の小型化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係る電動舵取機用駆動装置は、前記電動機から前記減速機への回転動力の伝達及び非伝達を切り換えるクラッチ機構をさらに備えていてもよい。
【００１１】
この構成によれば、クラッチ機構を非伝達（切断）状態とすることで、電動機と減速機とを空転させることができる。これにより、例えば舵が意図しない力を受けて急激に回転しようとした場合にクラッチ機構を非伝達状態とすることで、電動機及び減速機に不所望な衝撃荷重がかかることを抑制できる。
【００１２】
また、本発明に係る電動舵取機用駆動装置は、前記電動機の回転を制動する電磁ブレーキをさらに備えていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、舵を操作しない場合に電磁ブレーキによって舵を所定の位置に保持することが可能となることで、船舶の針路を安定させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る電動舵取機構は、前記の電動舵取機用駆動装置と、前記電動舵取機用駆動装置の前記駆動ギアと噛み合う前記被動ギアと、を備える、電動舵取機構、である。
また、本発明に係る電動舵取ユニットは、前記の電動舵取機用駆動装置と、前記電動舵取機用駆動装置の前記駆動ギアと噛み合う前記被動ギアと、前記被動ギアが固定された前記舵と、を備える、電動舵取ユニット、である。
また、本発明に係る船舶は、前記の電動舵取ユニットを備える、船舶、である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、舵の被動ギアを駆動ギアによって回転させる際に駆動ギア及び被動ギアに損傷が生じることを抑制できるとともに船舶の運航を安定させることができ、且つ装置構成の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動舵取機及びこの電動舵取機によって駆動される舵の概略図である。
【図２】図１の電動舵取機及び舵を概略的に示した斜視図である。
【図３】図１の電動舵取機を構成する駆動装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態に係る電動舵取機１及び電動舵取機１によって操作される舵１０１の概略図であり、図２は電動舵取機１及び舵１０１を概略的に示した斜視図である。船舶Ｓは、船舶本体１００と、船舶本体１００の船尾下部に設けられる舵１０１とを備える。舵１０１は、舵本体１０２と、舵本体１０２の上部から突出する円筒状の旋回筒１０３と、旋回筒１０３の上部に設けられた被動ギアである円環状のリングギア１０４と、を有している。リングギア１０４は、舵１０１（特に本例では旋回筒１０３）に連結され、舵１０１の回転軸線Ｌ１上に回転中心がある。
【００１９】
舵１０１は、旋回筒１０３の上部が船舶本体１００の船尾下部に回転可能に支持されることにより、回転軸線Ｌ１を中心に回転自在となっている。リングギア１０４は、旋回筒１０３と一体に回転するように旋回筒１０３に固定されている。
【００２０】
図示の船舶本体１００においては、舵１０１の前方にプロペラ１０５が設けられている。プロペラ１０５は、図示省略する電動機あるいは内燃機関等によって回転駆動される。プロペラ１０５を回転させることにより、船舶Ｓが前方に推進する。この際、舵１０１を電動舵取機１によって旋回させることにより、船舶Ｓを所望の旋回方向に旋回させることが可能となる。
【００２１】
本実施の形態に係る電動舵取機１は、旋回筒１０３の上方において船舶本体１００内に配置されている。図２に示すように、電動舵取機１は、複数（本例では、４台）の電動舵取機用駆動装置に対応する駆動装置１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）を備えている。駆動装置１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の各々は、船舶本体１００に固定されている。なお、本実施の形態では、電動舵取機１が複数の駆動装置１１を備えるが、電動舵取機１は一つの駆動装置１１を備えて構成されていてもよい。ここで、本実施の形態においては、電動舵取機１を構成する少なくとも１つの駆動装置１１とリングギア１０４との組合せが、本発明でいう電動舵取機構に対応し、電動舵取機１を構成する少なくとも１つの駆動装置１１とリングギア１０４と舵１０１との組合せが、本発明でいう電動舵取ユニットに対応する。
【００２２】
駆動装置１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の各々は、電動機１２と、電動機１２の回転（後述の出力軸１２ａ（駆動軸）の回転）、すなわち電動機１２から出力される回転動力を減速させて出力軸に対応する後述のキャリア２５（図３参照）から出力する減速機１３と、キャリア２５に設けられた駆動ギアであるピニオン１７と、を有している。このうち、ピニオン１７は、上述のリングギア１０４と噛み合い、その回転によって舵１０１を旋回させるように構成されている。詳しくは、電動機１２の回転が減速機１３によって減速されてキャリア２５から出力され、これによりピニオン１７から減速された回転がリングギア１０４に伝達され、舵１０１が旋回する。
【００２３】
各電動機１２は、図１に示すインバータ１０８に接続されており、このインバータ１０８によって供給電力が制御される。インバータ１０８は、通信可能に接続された旋回コントローラ１０９からの指令信号に基づいて電源周波数及び電源電圧を調整して、電動機１２の回転速度や回転位置を制御するように構成されている。
【００２４】
旋回コントローラ１０９は、図示省略するメインコントローラに対して通信可能に接続されており、当該メインコントローラは、船舶Ｓの操作者の操作に基づいて船舶Ｓの旋回方向や旋回速度を決定し、指令信号を旋回コントローラ１０９に出力する。旋回コントローラ１０９は、メインコントローラから出力された指令信号に応じて決定される各電動機１２における回転速度及び回転を停止する回転角度位置についての回転指令信号をインバータ１０８に出力するようになっている。そして、インバータ１０８が、旋回コントローラ１０９から出力された回転指令信号に応じて電動機１２を回転させることにより、この回転が減速機１３、ピニオン１７及びリングギア１０４を経て舵１０１に伝達される。これにより、舵１０１が所望の旋回方向に向けて所望の旋回速度で旋回することになる。なお、本実施の形態では、インバータ１０８を用いて電動機１２が制御されるが、インバータ１０８を用いること無く、電動機１２が制御されてもよい。
【００２５】
図３は、駆動装置１１の断面図である。図３に示すように、減速機１３は、入力軸１４、ケース１５、上述のキャリア２５を含む減速部１６等を備えている。減速機１３では、下側に配置された一端側においてケース１５から一部が突出するように位置するキャリア２５にピニオン１７が取り付けられ、上側に配置された他端側においてケース１５に対して電動機１２が取り付けられている。減速機１３においては、上側に配置された電動機１２から入力された回転がケース１５の内側に配置された減速部１６を介して減速されてキャリア２５から出力される。
【００２６】
図２に示すように、各減速機１３のキャリア２５に設けられたピニオン１７は、回転軸線Ｌ１の周囲に配置され、且つ船舶本体１００に対して回転自在に支持されたリングギア１０４の外周に形成された歯１０４ａとそれぞれ噛み合うように配置されている。この場合には、各駆動装置１１のメンテナンスを行うことが容易となる。なお、本実施の形態では、リングギア１０４の外周に歯１０４ａが形成されているが、歯１０４ａは、リングギア１０４の内周に形成されていてもよい。この場合、ピニオン１７は、リングギア１０４の内周において歯１０４ａとそれぞれ噛み合うように配置される。この場合には、リングギア１０４の大きさを大きくでき、例えば剛性を確保することができる。
【００２７】
各ピニオン１７は、リングギア１０４の外周に沿ってその周方向に等間隔に（本実施の形態では９０°毎に）配置されている。このように各ピニオン１７が配置されているため、各電動機１２が回転することで各ピニオン１７が回転し、船舶本体１００に回転自在に支持されるとともにピニオン１７に噛み合うリングギア１０４が回転軸線Ｌ１を中心として回転する。これにより、リングギア１０４が設けられた舵１０１が回転軸線Ｌ１を中心に旋回するようになっている。なお、本実施の形態では、各ピニオン１７がリングギア１０４の外周に沿ってその周方向に等間隔に配置されるが、ピ二オン１７の配置は、この態様に限定されるものではない。例えば、駆動装置１１の周辺の他の装置の配置に応じて、駆動装置１１がリングギア１０４の所定領域に密集して配置されてもよい。
【００２８】
図３に示すように、本実施の形態に係る減速機１３は、偏心揺動型減速機である。図３を参照しつつ、減速機１３の構成について詳述する。以下の説明においては、減速機１３にて、ピニオン１７が配置される下側である出力側を一端側として、電動機１２が配置される上側である入力側を他端側として説明する。図３においては、説明の便宜上、一端側を示す矢印と、他端側を示す矢印と、が示されている。
【００２９】
図３に示すように、減速機１３における上述のケース１５は、筒状に形成された第１ケース部１５ａ、第２ケース部１５ｂ及び第３ケース部１５ｃを備えている。第１乃至第３ケース部（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）は、直列に配置されてボルト等の締結手段によって連結されている。第１ケース部１５ａは、一端側に配置され、その他端側に第２ケース部１５ｂが固定され、更にその第２ケース部１５ｂの他端側に第３ケース部１５ｃが固定されている。
【００３０】
ケース１５の内部には、入力軸１４や減速部１６等が収納され、電動機１２の出力軸１２ａ、入力軸１４及び減速部１６は、減速機１３の回転軸線である減速機軸線Ｑの方向に沿って直列に配置されている。ケース１５は、一端側（第１ケース部１５ａの端部側）が開放し、他端側（第３ケース部１５ｃの端部側）には、電動機１２が固定されている。
【００３１】
ケース１５における第１ケース部１５ａの内周には、内歯を構成する複数のピン内歯２０が配置されている。ピン内歯２０は、ピン状の部材であり、その長手方向が減速機軸線Ｑと平行に位置するように配置されるとともに、第１ケース部１５ａの内周において周方向に沿って等間隔に配列され、後述する外歯歯車２６の外歯４１と噛み合うように構成されている。
【００３２】
図３に示すように、本実施の形態では、入力軸１４の他端部側と電動機１２の出力軸１２ａの一端部側との間にクラッチ機構６０が設けられている。クラッチ機構６０は、電動機１２の出力軸１２ａから減速機１３の入力軸１４への回転動力の伝達及び非伝達を切り換えるように構成されている。本実施の形態では、クラッチ機構６０として、油圧式のクラッチ機構が用いられているが、電磁石によって伝達及び非伝達を切り換えるクラッチ機構が用いられてもよいし、ワイヤー等によって伝達及び非伝達を切り換える機械式のクラッチ機構が用いられてもよい。なお、クラッチ機構６０の制御は、上述の旋回コントローラ１０９によって行われるようになっている。
【００３３】
クラッチ機構６０が伝達状態である場合に、電動機１２の出力軸１２ａの回転によって入力軸１４が回転する。一方、クラッチ機構６０が非伝達状態である場合には、電動機１２と減速機１３とが空転する。そして、入力軸１４の一端部側（クラッチ機構６０側とは反対側の端部側）には、減速部１６における後述のクランク軸用歯車２３と噛み合うギア部１４ａが設けられている。入力軸１４は、クラッチ機構６０が伝達状態である場合に、電動機１２から出力される回転をギア部１４ａを介して減速部１６に伝達するように構成されている。また、ケース１５のうちの第２ケース部１５ｂの中央には、玉軸受２２が設けられ、玉軸受２２に入力軸１４が回転自在に支持されている。
【００３４】
減速部１６は、上述のクランク軸用歯車２３、クランク軸２４、キャリア２５、外歯歯車２６、主軸受（３０、３１）等を備えている。このうち、クランク軸用歯車２３は、平歯車要素として設けられており、入力軸１４のギア部１４ａと噛み合うようにギア部１４ａの周囲に複数（例えば、３つ）配置されている。クランク軸用歯車２３は、中央部分に貫通孔が形成され、この貫通孔においてクランク軸２４の他端側に対してスプライン結合により固定されている。
【００３５】
クランク軸２４は、減速機軸線Ｑを中心とした周方向に沿って等間隔に複数（例えば、３つ）配置されており、その軸方向が減速機軸線Ｑと平行になるように配置されている。各クランク軸２４は、外歯歯車２６に形成されたクランク用孔３４をそれぞれ貫通するように配置されており、他端側に配置された入力軸１４からの回転をクランク軸用歯車２３を介して伝達されて回転することで、外歯歯車２６を偏心させて揺動回転させるようになっている。このとき、クランク軸２４は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車２６の回転とともに、公転動作を行うことになる。
【００３６】
本実施の形態において、クランク軸２４は、軸本体２４ｃと、軸本体に２４ｃに設けられた第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂと、を有している。第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂは、軸本体２４ｃの軸方向中央側に形成され、第１偏心部２４ａが一端側に位置し、第２偏心部２４ｂが他端側に位置している。第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂは、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成され、それぞれの中心位置がクランク軸２４の中心軸線に対して偏心するように設けられている。これら第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂが、外歯歯車２６の上述のクランク用孔３４内に配置されている。
【００３７】
クランク軸２４の軸本体２４ｃの一端部は、図示しない軸受を介してキャリア２５に対して回転自在に保持されており、軸本体２４ｃの他端部は、図示しない軸受を介してキャリア２５に対して回転自在に保持されている。このうち、軸本体２４ｃの他端部は、キャリア２５から他端側に突出して、上述のクランク軸用歯車２３が固定されている。
【００３８】
キャリア２５は、基部キャリア２７と、端部キャリア２８と、支柱２９と、を備えている。このうち、基部キャリア２７にクランク軸２４の軸本体２４ｃの一端部が回転自在に保持され、端部キャリア２８に軸本体２４ｃの他端部が回転自在に保持されている。
【００３９】
基部キャリア２７の一端側には、ボルト１８を介してピニオン１７が連結されている。端部キャリア２８は、円板状に形成されており、支柱２９を介して基部キャリア２７に連結されている。支柱２９は、基部キャリア２７と端部キャリア２８との間に配置され、基部キャリア２７と端部キャリア２８とを連結する柱状部分として設けられている。支柱２９は、減速機軸線Ｑを中心とした周方向に沿って複数配置され、その軸方向が減速機軸線Ｑと平行となるように配置されている。なお、各支柱２９には、端部キャリア２８から延びるボルトが挿入されており、これにより端部キャリア２８と基部キャリア２７とが支柱２９を介して連結されている。
【００４０】
またキャリア２５は、主軸受（３０、３１）を介してケース１５に対して回転自在に保持されている。図３に示すように、主軸受３０は、基部キャリア２７をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する玉軸受として構成されている。また、主軸受３１は、端部キャリア２８をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する玉軸受として構成されている。
【００４１】
次に外歯歯車２６は、平行に配置された状態でケース１５内に収納される第１外歯歯車２６ａと第２外歯歯車２６ｂとで構成されている。第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂにはそれぞれ、クランク軸２４が貫通する上述のクランク用孔３４、及び、支柱２９が貫通する支柱貫通孔が形成されている。なお、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）のクランク用孔３４は、クランク軸２４の数に対応した数で形成されている。また、支柱貫通孔も、同様に、支柱２９の数に対応した数で形成されている。
【００４２】
第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂのそれぞれの外周には、ピン内歯２０に噛み合う外歯４１が設けられている。外歯４１の歯数は、ピン内歯２０の歯数よりも１個又は複数個少なくなるように設けられている。これにより、クランク軸２４が回転するごとに、噛み合う外歯４１とピン内歯２０との噛み合いがずれ、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）が偏心して揺動回転することになる。なお、外歯歯車２６は、クランク用孔３４において外歯用軸受（図示せず）を介してクランク軸２４を回転自在に保持している。
【００４３】
この減速機１３においては、電動機１２からの回転が入力軸１４に伝達されると、クランク軸２４が回転する。このとき、クランク軸２４の第１及び第２偏心体２４ａ，２４ｂは、それぞれ、偏心回転する。偏心体２４ａ，２４ｂが偏心回転すると、外歯歯車２６は、揺動回転する。このとき、外歯歯車２６は、ケース１５の内歯ピン２０にその外歯４１を噛み合わせながら、ケース１５に対して回転する。この結果、クランク軸２４を介して外歯歯車２６を支持するキャリア２５がケース１５に対して回転する。これにより、減速によってトルクが増加された回転がピニオン１７からリングギア１０４に伝達され、舵１０１が旋回することになる。
【００４４】
また、本実施の形態においては、図３に示すように、各電動機１２の上部に制動装置としての電磁ブレーキ５０が設けられている。本実施の形態の電磁ブレーキ５０は、上側に突出する電動機１２の出力軸１２ａの回転を制動することにより、舵１０１の回転を制動するようになっている。
【００４５】
図３に示すように、電磁ブレーキ５０は、電動機１２の上部に固定された有頂筒状のハウジング５１と、電動機１２の出力軸１２ａの他端部（上端部）に固定され且つハウジング５１に収容された円板状の第１摩擦板５２と、第１摩擦板５２の上側においてハウジング５１の上部内面に固定された円筒状の電磁石５３と、電磁石５３及び第１摩擦板５２の間において電磁石５３に対して離接自在に配置された円板状のアーマチュア５４と、アーマチュア５４の第１摩擦板５２側の面に固定された円板状の第２摩擦板５５と、アーマチュア５４を第１摩擦板５２側に向けて付勢する弾性部材５６と、第１摩擦板５２の下側において電動機１２の上部に固定された円板状の第３摩擦板５７と、を有している。
【００４６】
第１摩擦板５２、電磁石５３、アーマチュア５４、第２摩擦板５５及び第３摩擦板５７は、同軸上に配置されており、各部材の内側に、電動機１２の出力軸１２ａが通されている。電磁石５３は、円筒状の電磁石本体５３ａと、電磁石本体５３ａ内に配置された円環状のコイル５３ｂと、を有している。
【００４７】
この電磁ブレーキ５０では、コイル５３ｂに電流が供給されず電磁石５３が非励磁の状態とされる際に、弾性部材５６がアーマチュア５４を介して第２摩擦板５５を第１摩擦板５２に押し付けて、第１摩擦板５２が第２摩擦板５５と第３摩擦板５７との間に挟み込まれ、電磁ブレーキ５０が制動状態となる。これにより、出力軸１２ａの回転が制動され、その結果、舵１０１の回転が制動される。また、コイル５３ｂに電流が供給され電磁石５３が励磁の状態とされた際には、弾性部材５６に抗してアーマチュア５４が電磁石５３側に引き寄せられて、第２摩擦板５５が第１摩擦板５２から離間し、電磁ブレーキ５０が非制動状態となる。これにより、出力軸１２ａの回転が許容され、その結果、舵１０１の旋回が許容される。なお、電磁ブレーキ５０の制御は、上述の旋回コントローラ１０９によって行われるようになっている。
【００４８】
また、本実施の形態では、各駆動装置１１が、駆動装置１１の異常状態を検出する異常検出センサ８０を有している。そして、上述のクラッチ機構６０が、異常検出センサ８０での検出結果に基づき、電動機１２の出力軸１２ａから減速機１３の入力軸１４への回転動力の伝達及び非伝達を切り換えるようになっている。
【００４９】
図３に示すように、本実施の形態における異常検出センサ８０は、一例として、ケース１５に取り付けられた歪みゲージによって構成され、ケース１５の変形を測定して、駆動装置１１の異常状態を検出する。駆動装置１１の内部に何らかの異常が生じた場合、或いは、舵１０１が意図しない力を受けて回転してピニオン１７及びリングギア１０４の間に大きな力が発生する場合、ケース１５は大きく変形する傾向がある。本実施の形態では、異常検出センサ８０によって検出されたケース１５の変形量が、所定の閾値よりも大きい場合に、駆動装置１１に異常が生じたものと判断して、クラッチ機構６０を用いて電動機１２と減速機１３との間の動力伝達を断ち切る。
【００５０】
また、別の例として、異常検出センサ８０は、駆動装置１１を据え付けるための締結具の変位を計測するセンサであってもよい。上述と同様にピニオン１７及びリングギア１０４の間に大きな力が発生した場合、駆動装置１１を据え付けるための締結具に大きな変位が生じやすい。この構成においては、上述の締結具の変位が所定の閾値よりも大きくなった場合に、駆動装置１１に異常が生じたものと判断して、クラッチ機構６０を用いて電動機１２と減速機１３との間の動力伝達を断ち切ることができる。
【００５１】
さらに、別の例として、異常検出センサ８０は、駆動装置１１に含まれるいずれかの軸のトルクを計測するセンサや、電動機１２の電流値を測定するセンサであってもよい。これらの場合においても、駆動装置１１の負荷の変化を直接評価することによって、異常を検出し得る。これらの構成においては、検出されたトルク値または電流値が所定の閾値より大きくなった場合に、駆動装置１１に異常が生じたものと判断して、クラッチ機構６０を用いて電動機１２と減速機１３との間の動力伝達を断ち切ることができる。
【００５２】
一方で、本実施の形態では、各駆動装置１１が、ブレーキ機構５０の動作異常を検出する検出手段としてのブレーキ監視センサ７０を更に有している。図３に示すように、一具体例として、ブレーキ監視センサ７０は、第２摩擦板５５の位置を検出するセンサとなっている。このブレーキ監視センサ７０によれば、第２摩擦板５５が、ブレーキ機構５０へ送信される指令信号に従って正確に動作しているか否かを、検出することができる。すなわち、ブレーキ監視センサ７０は、意図せずブレーキ機構５０が電動機１２を制動している状態を検出することができる。駆動装置１１においては、この状態が検出された場合に、クラッチ機構６０を用いて動力伝達を断ち切るようにしてもよい。
【００５３】
以上に説明した本実施の形態に係る駆動装置１１では、その減速機１３が偏心揺動型減速機であるため、バックラッシを小さくすることができ、駆動ギアであるピ二オン１７が舵１０１の被動ギアであるリングギア１０４に瞬間的に強い力で突き当たることが抑制される。また、小型であっても減速比を大きく確保できる。すなわち、偏心揺動型減速機では、一般的な遊星歯車機構の減速機で得られる減速比を当該遊星歯車機構の減速機よりも小型の外形において通常、確保できる。したがって、リングギア１０４をピ二オン１７によって回転させる際にピ二オン１７及びリングギア１０４に損傷が生じることを抑制できるとともに船舶Ｓの運航を安定させることができる。また、装置構成、すなわち駆動装置１１の全体構成或いは電動舵取機１の全体構成の小型化を図ることができる。
【００５４】
また、駆動装置１１は、電動機１２から減速機への回転動力の伝達及び非伝達を切り換えるクラッチ機構６０をさらに備えているため、クラッチ機構６０を非伝達（切断）状態とすることで、電動機１２と減速機１３とを空転させることができる。これにより、例えば舵１０１が意図しない力を受けて急激に回転しようとした場合にクラッチ機構６０を非伝達状態とすることで、電動機１２及び減速機１３に不所望な衝撃荷重がかかることを抑制できる。
【００５５】
また、本実施の形態の駆動装置１１では、舵１０１のリングギア１０４からピニオン１７、減速機１３、電動機１２の順で、これらピニオン１７、減速機１３及び電動機１２が配置されており、舵１０１から比較的離れた減速機１３と電動機１２との間にクラッチ機構６０が設けられる。これにより、クラッチ機構６０を作動させるための作動力の切換構造を比較的簡素に構成できるため、クラッチ機構６０を容易に設置することができる。具体的には、クラッチ機構６０の切り換えのための作動油の油圧経路を短くできる等の簡素化が可能となる。
【００５６】
また、駆動装置１１は、電動機１２の回転を制動する電磁ブレーキ５０をさらに備えているため、舵１０１を操作しない場合に電磁ブレーキ５０によって舵１０１を所定の位置に保持することが可能となることで、船舶Ｓの針路を安定させることができる。
【００５７】
以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。
【００５８】
例えば、上述の本実施の形態では、制動装置として電磁ブレーキ５０が用いられているが、油圧式の制動装置等が用いられてもよい。また、電磁ブレーキ５０は、駆動装置１１（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）の各々に設けられるが、舵１０１を直接的に制動するように設けられた電磁ブレーキ又はその他の型式の制動装置が用いられてもよい。また、電磁ブレーキ５０やクラッチ機構６０は設けられていなくてもよい。
【００５９】
また、上述の実施の形態では、電動舵取機１において駆動装置１１が４台設けられる例を説明したが、駆動装置１１の数は限定されない。例えば、電動舵取機１は１台の駆動装置１１を備える構成でもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  電動舵取機
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  駆動装置（電動舵取機用駆動装置）
１２  電動機
１２ａ  出力軸
１３  減速機
１４  入力軸
１７  ピニオン
２５  キャリア
２７  基部キャリア
２８  端部キャリア
５０  電磁ブレーキ
６０  クラッチ機構
７０  ブレーキ監視センサ
８０  異常検出センサ
１００  船舶本体
１０１  舵
１０２  舵本体
１０３  旋回筒
１０４  リングギア
Ｓ  船舶
【図１】
2017024667.tif 000003
【図２】
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【図３】
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