(57)【要約】【課題】舵を適切に制動して、意図しない舵の回転を防ぐことができる電動舵取ユニット、電動舵取機用駆動制御装置、電動舵取機構及び船舶を提供する。【解決手段】電動舵取ユニットは、舵と、舵に連結されるリングギア（被動ギア）と、リングギアと噛み合うピニオン１７（駆動ギア）を有する駆動装置１１と、舵の回転を制動する回転抑制手段４９とを備える。舵は回転軸線を中心に回転し、リングギアは舵の回転軸線上に回転中心がある。駆動装置１１は、ピニオン１７の他に、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キャリア２５（出力軸）から出力する減速機１３とを有し、キャリア２５にはピニオン１７が設けられる。【選択図】図３
2017013788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線を中心に回転する舵と、
前記舵を回転駆動させる駆動装置と、
前記駆動装置による駆動力が前記舵に加えられていない状態で前記舵の回転を抑制する回転抑制手段と、を備える、電動舵取ユニット。
【請求項２】
前記回転抑制手段は、無励磁作動型電磁ブレーキである、請求項１に記載の電動舵取ユニット。
【請求項３】
前記回転抑制手段は、ピンを有する、請求項１に記載の電動舵取ユニット。
【請求項４】
前記駆動装置は、電動機を有し、
前記回転抑制手段は、前記電動機の回転を抑制する電磁ブレーキである、請求項１又は２に記載の電動舵取ユニット。
【請求項５】
前記駆動装置の状態を検出する状態検出機構を更に備え、
前記回転抑制手段は、前記駆動装置が動作していないことを前記状態検出機構が検出した場合、前記舵の回転を抑制する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動舵取ユニット。
【請求項６】
前記回転抑制手段は、前記駆動装置とは別体で設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動舵取ユニット。
【請求項７】
前記回転抑制手段による前記舵の回転の抑制が機能しているか否かを検知する検知手段を更に備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動舵取ユニット。
【請求項８】
前記舵、前記舵に連結され且つ前記舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギア、前記駆動装置、及び、前記回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構を更に備え、
前記回転抑制手段は、前記力検出機構が検出する前記力が所定の閾値よりも大きい場合、前記舵の回転の抑制を解除する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電動舵取ユニット。
【請求項９】
前記舵、前記舵に連結され且つ前記舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギア、前記駆動装置、及び、前記回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構と、
前記力検出機構が検出する前記力が所定の閾値よりも大きい場合、前記駆動装置の駆動ギア及び前記被動ギアの噛み合いを解除する退避機構と、を更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電動舵取ユニット。
【請求項１０】
前記退避機構は、前記駆動ギアを前記被動ギアから離間させて前記駆動ギア及び前記被動ギアの噛み合いを解除する請求項９に記載の電動舵取ユニット。
【請求項１１】
回転軸線を中心に回転する舵を回転駆動させる駆動装置と、
前記駆動装置による駆動力が前記舵に加えられていない状態で前記舵の回転を抑制する回転抑制手段と、を備える、電動舵取機用駆動制御装置。
【請求項１２】
前記回転抑制手段は、無励磁作動型電磁ブレーキである、請求項１１に記載の電動舵取機用駆動制御装置。
【請求項１３】
前記回転抑制手段は、ピンを有する、請求項１１に記載の電動舵取機用駆動制御装置。
【請求項１４】
前記駆動装置は、電動機を有し、
前記回転抑制手段は、前記電動機の回転を抑制する電磁ブレーキである、請求項１１又は１２に記載の電動舵取機用駆動制御装置。
【請求項１５】
前記回転抑制手段による前記舵の回転の抑制が機能しているか否かを検知する検知手段を更に備える、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の電動舵取機用駆動制御装置。
【請求項１６】
前記舵、前記舵に連結され且つ前記舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギア、前記駆動装置、及び、前記回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構を更に備え、
前記回転抑制手段は、前記力検出機構が検出する前記力が所定の閾値よりも大きい場合、前記舵の回転の抑制を解除する、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の電動舵取機用駆動制御装置。
【請求項１７】
前記舵、前記舵に連結され且つ前記舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギア、前記駆動装置、及び、前記回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構と、
前記力検出機構が検出する前記力が所定の閾値よりも大きい場合、前記駆動装置の駆動ギア及び前記被動ギアの噛み合いを解除する退避機構と、を更に備える、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の電動舵取機用駆動制御装置。
【請求項１８】
前記退避機構は、前記駆動ギアを前記被動ギアから離間させて前記駆動ギア及び前記被動ギアの噛み合いを解除する請求項１７に記載の電動舵取機用駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舵を操作するための電動舵取ユニット、電動舵取機用駆動制御装置、電動舵取機構及び船舶に関する。
【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。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、船舶は所定の航路に従って運航することが求められており、そのような所定の航路は種々の条件下で様々な形状のルートが組み合わされて決定される。したがって船舶は、一定の進行方向を持つ直線的なルートと、進行方向の変化を伴う曲線的なルートとが適宜組み合わされた航路に沿って目的地に向かうのが一般的である。
【０００６】
上述のように船舶の進行方向は舵によってコントロールされるため、運航中は進行方向に応じて舵の向きを切り換えることが求められる。ただし船舶が一定方向に進行している間は、舵の向きを変えることは本来的には必要とされず、舵の向きを基本的には固定状態とすることが好ましい。
【０００７】
しかしながら海中を移動する舵は様々な方向から力が加わり、意図しない衝撃等の強い力が舵に作用することがある。この場合、舵の向きを固定するための制動力が働いていないと、舵の向きが意図せずに変わってしまうため、所望の舵角度を保持することが難しい。また電動舵取機の動力源である電動機の電源を切った後も、海中に存在する舵には依然として意図しない力が加わる可能性があるため、舵が意図しない方向に向いてしまうことがある。その一方で、舵の向きを固定するために、舵に駆動力を付与し続けることは、電力消費の観点から好ましくない。
【０００８】
なお、船舶が一定方向に進行する間も制動力を働かせず、舵の向きを常に動的にコントロールすることで船舶を進行させることも考えられる。しかしながらそのようなケースでは、意図しない力が加わる度に舵の向きが簡単に変わってしまい、その都度、舵の向きをコントロールして進行方向を修正する必要があるため、運航コントロールが全体として煩雑になる。
【０００９】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、舵を適切に制動して、意図しない舵の回転を防ぐことができる技術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】
【００１０】
本発明による一態様は、回転軸線を中心に回転する舵と、前記舵を回転駆動させる駆動装置と、前記駆動装置による駆動力が前記舵に加えられていない状態で前記舵の回転を抑制する回転抑制手段と、を備える、電動舵取ユニットに関する。また、本発明による他の態様は、回転軸線を中心に回転する舵を回転駆動させる駆動装置と、前記駆動装置による駆動力が前記舵に加えられていない状態で前記舵の回転を抑制する回転抑制手段と、を備える、電動舵取機用駆動制御装置に関する。
【００１１】
本態様によれば、駆動装置による駆動力が舵に加えられていない状態で舵に外力が加わった場合であっても、舵の回転を抑制して所望の舵角度に維持することができる。したがって、駆動装置から駆動力を出力し続けて舵角度を維持する必要がなく、消費電力を抑制することができる。
【００１２】
前記回転抑制手段は、無励磁作動型電磁ブレーキであってもよい。本態様によれば、回転抑制手段に電力を供給していない状態でも舵角度を維持することができる。
【００１３】
前記回転抑制手段は、ピンを有するようにしてもよい。本態様によれば、簡単な構成で回転を抑制することができる。
【００１４】
前記駆動装置は電動機を有し、前記回転抑制手段が前記電動機の回転を抑制する電磁ブレーキであるようにしてもよい。本態様によれば、電動機を制動することで、舵の回転を間接的に制動することができる。
【００１５】
電動舵取ユニット又は電動舵取機用駆動制御装置は、前記駆動装置の状態を検出する状態検出機構を更に備え、前記回転抑制手段は、前記駆動装置が動作していないことを前記状態検出機構が検出した場合、前記舵の回転を抑制するようにしてもよい。本態様によれば、例えば駆動装置が故障した場合でも、舵の回転をより確実に抑制することができる。
【００１６】
前記回転抑制手段は、前記駆動装置とは別体で設けられていてもよい。駆動装置よりも舵の構成要素の動作を抑制することで、舵の回転を抑制することができる。回転抑制手段の配置の自由度も向上する。
【００１７】
動舵取ユニット又は電動舵取機用駆動制御装置は、前記回転抑制手段による前記舵の回転の抑制が機能しているか否かを検知する検知手段を更に備えるようにしてもよい。本態様によれば、回転抑制手段による舵の回転の抑制が適切に行われているか否かを検知することができる。
【００１８】
動舵取ユニット又は電動舵取機用駆動制御装置は、前記舵、前記舵に連結され且つ前記舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギア、前記駆動装置及び前記回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構を更に備え、前記回転抑制手段は、前記力検出機構が検出する前記力が所定の閾値よりも大きい場合、前記舵の回転の抑制を解除するようにしてもよい。本態様によれば、舵、舵に連結され且つ舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギア、駆動装置及び回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力が所定の閾値よりも大きい場合、舵の回転の抑制が解除されて舵の回転が許容され、力を効果的に逃がすことができる。
【００１９】
動舵取ユニット又は電動舵取機用駆動制御装置は、前記舵、前記舵に連結され且つ前記舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギア、前記駆動装置及び前記回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構と、前記力検出機構が検出する前記力が所定の閾値よりも大きい場合、前記駆動装置の駆動ギア及び前記被動ギアの噛み合いを解除する退避機構と、を更に備えるようにしてもよい。本態様によれば、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除することで、駆動ギアと被動ギアとの間における力の伝達を防げることができる。例えば、舵に大きな外力が加わった場合に、舵は自由に回転できるため、舵の損傷を防止することができる。
【００２０】
本発明の更に他の態様は、回転軸線を中心に回転する舵と、舵に連結され、舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギアと、電動機と、当該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、出力軸に設けられる駆動ギアであって被動ギアと噛み合う駆動ギアと、を有する駆動装置と、舵の回転を制動する回転抑制手段と、を備える電動舵取ユニットに関する。
【００２１】
本態様によれば、回転抑制手段によって舵を適切に制動することができ、意図しない舵の回転を防ぐことができる。
【００２２】
回転抑制手段は、被動ギアを制動することで舵の回転を制動してもよい。
【００２３】
本態様によれば、被動ギアを制動することで、舵の回転を間接的に制動することができる。
【００２４】
電動機は、回転動力を出力する駆動軸を有し、回転抑制手段は、電動機の駆動軸の回転を制動する電磁ブレーキを有してもよい。
【００２５】
本態様によれば、電動機の駆動軸を制動することで、舵の回転を間接的に制動することができる。
【００２６】
電動舵取ユニットは、舵、被動ギア、駆動装置及び回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構を更に備え、回転抑制手段は、力検出機構が検出する力が所定の閾値よりも大きい場合、舵の回転の制動を解除してもよい。
【００２７】
本態様によれば、電動舵取ユニットは、舵、被動ギア、駆動装置及び回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力が所定の閾値よりも大きい場合には、舵の回転の制動が解除されて舵の回転が許容され、力を効果的に逃がすことができる。
【００２８】
電動舵取ユニットは、舵、被動ギア、駆動装置及び回転抑制手段のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する力検出機構と、力検出機構が検出する力が所定の閾値よりも大きい場合、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除する退避機構と、を更に備えてもよい。
【００２９】
本態様によれば、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除することで、駆動ギアと被動ギアとの間における力の伝達を防げる。
【００３０】
退避機構は、駆動ギアを被動ギアから離間させて駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除してもよい。
【００３１】
本態様によれば、駆動ギアを被動ギアから離間させることで、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを確実に解除できる。
【００３２】
電動舵取ユニットは、回転抑制手段による舵の回転の制動が機能しているか否かを検知する検知手段を更に備えてもよい。
【００３３】
本態様によれば、回転抑制手段による舵の回転の制動が適切に行われているか否かを検知することができる。
【００３４】
回転抑制手段は複数設けられ、複数の回転抑制手段のうちの一部の回転抑制手段の制動に関する定格トルクの総和は、舵の回転の制動に要求される設計制動トルク以上であってもよい。
【００３５】
本態様によれば、複数の回転抑制手段のうちの一部の回転抑制手段のみによって、舵の回転を制動することが可能である。
【００３６】
本発明の更に他の態様は、回転動力によって舵の回転駆動制御を行う電動舵取機用駆動制御装置であって、駆動軸を有する電動機と、駆動軸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、出力軸に設けられる駆動ギアと、を有する駆動装置と、電動機の駆動軸の回転を制動する回転抑制手段と、を備える電動舵取機用駆動制御装置に関する。
【００３７】
電動舵取機用駆動制御装置は、駆動ギアと、舵に固定された被動ギアとの噛み合いを解除する退避機構であって、少なくとも駆動ギアを被動ギアと噛み合う位置から退避させる退避機構を更に備えてもよい。
【００３８】
本発明の更に他の態様は、上記の電動舵取機用駆動制御装置と、舵に連結され、舵の回転軸線上に回転中心がある被動ギアであって前記駆動装置の駆動ギアと噛み合う被動ギアと、を備える電動舵取機構に関する。
【００３９】
本発明の他の態様は、上記の電動舵取ユニットを備える船舶に関する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、駆動装置からの駆動力が舵に加えられていない状態で舵に外力が加わった場合に、回転抑制手段により舵の回転を抑制することができるので、消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る電動舵取機及び舵の概略図である。
【図２】図２は、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３は、駆動装置の断面図である。
【図４】図４は、回転抑制手段の断面と制御部及び力検出機構とを模式的に示す図である。
【図５】図５は、図４に示す回転抑制手段の断面の一部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
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。なお、以下に説明する実施の形態において、「電動舵取機用駆動制御装置」は、回転動力によって舵の回転駆動制御を行う装置を示し、駆動装置１１と、回転抑制手段４９とを含む概念である。また以下の実施の形態における「電動舵取機構」は、駆動装置１１及び回転抑制手段４９（電動舵取機用駆動制御装置）と、リングギア（被動ギア）１０４とを含む概念である。また以下の実施の形態における「電動舵取ユニット」は、駆動装置１１、回転抑制手段４９及びリングギア（被動ギア）１０４（電動舵取機構）と、舵１０１とを含む概念である。また以下の実施の形態における「船舶」は、舵１０１、リングギア（被動ギア）１０４、駆動装置１１及び回転抑制手段４９（電動舵取ユニット）と、船舶本体１００を構成する他の要素とを含む概念である。また、以下の説明では、複数の駆動装置１１を含む機構を電動舵取機１と呼ぶ。
【００４３】
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とを有する。旋回筒１０３の上部には被動ギアである円環状のリングギア１０４が設けられている。リングギア１０４は、舵１０１（特に本例では旋回筒１０３）に連結固定され、舵１０１の回転軸線Ｌ１上に回転中心がある。
【００４４】
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、回転軸線Ｌ１を中心に回転する。リングギア１０４は、旋回筒１０３と一体的に回転するように旋回筒１０３に固定されている。
【００４５】
図示の船舶Ｓにおいて、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或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が推進する。この際、舵１０１を電動舵取機１によって回転させることにより、船舶Ｓを所望の方向に旋回させることが可能となる。
【００４６】
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、舵１０１を操作するための電動舵取機１は、複数（本例では、４台）の駆動装置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。
【００４７】
駆動装置１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の各々は、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に対応する後述のキャリア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、上述の舵１０１に設けられるリングギア１０４と噛み合い、その回転によって舵１０１を回転させるように構成されている。詳しくは、電動機１２からの回転動力が減速機１３によって減速されてキャリア２５から出力され、これにより減速された回転動力がピニオン１７からリングギア１０４に伝達され、舵１０１が回転する。
【００４８】
本実施の形態おいて、駆動装置１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の各々における電動機１２、減速機１３及びピニオン１７は、互いに同一のものが用いられている。すなわち、各電動機１２は同一の型式であり、同一の定格出力、定格トルク及び定格回転速度等を有している。各減速機１３は、同一の構造であり、同一の減速比を有している。各ピニオン１７は、同一の歯数を有し、同一の内外径を有している。したがって、各駆動装置１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）の定格出力、定格トルク及び定格回転速度等も互いに同一となっている。
【００４９】
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。
【００５０】
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、電動機１２から出力される回転動力が減速機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が所望の方向に向けて所望の速度で回転することになる。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。
【００５１】
図３は、駆動装置１１の断面図である。図３に示すように、電動機１２は、回転動力を出力する駆動軸１２ａを有し、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から入力される回転動力がケース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。
【００５２】
各減速機１３のキャリア２５に設けられたピニオン１７は、図２に示すように回転軸線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。
【００５３】
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は回転軸線Ｌ１を中心に回転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、ピニオン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。
【００５４】
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。
【００５５】
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相互に連結されている。第１ケース部１５ａは一端側に配置され、第１ケース部１５ａ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。
【００５６】
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の駆動軸１２ａ、入力軸１４及び減速部１６は、減速機１３の回転軸である減速機軸線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。
【００５７】
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と平行にな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。
【００５８】
図３に示すように、入力軸１４は、電動機１２の駆動軸１２ａに対してカップリング２１を介して連結されている。入力軸１４の一端側（カップリング２１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、電動機１２から出力される回転動力を減速部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の中央部には玉軸受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。
【００５９】
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及び主軸受（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、この貫通孔を貫通して配置されるクランク軸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。
【００６０】
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台）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。
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からの回転動力がクランク軸用歯車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。
【００６１】
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の軸方向中央部に形成され、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。このキャリア２５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。
【００６４】
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。
【００６５】
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と第１ケース部１５ａとの間に介在する玉軸受として構成され、第１ケース部１５ａの内周側に対して基部キャリア２７を回転自在に保持する。また、主軸受３１は、端部キャリア２８と第１ケース部１５ａとの間に介在する玉軸受として構成され、第１ケース部１５ａの内周側に対して端部キャリア２８を回転自在に保持する。
【００６６】
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。
【００６７】
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が回転する毎に、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。
【００６８】
この減速機１３においては、電動機１２からの回転動力が入力軸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偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂは、それぞれ偏心回転する。第１偏心部２４ａ及び第２偏心部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のピン内歯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大された回転動力がピニオン１７からリングギア１０４に伝達され、舵１０１が回転することになる。
【００６９】
［回転抑制手段］
次に、舵１０１の回転を制動する回転抑制手段４９について説明する。図４は、回転抑制手段４９の断面と制御部７０及び力検出機構８０とを模式的に示す図である。図５は、図４に示す回転抑制手段４９の断面の一部を拡大して示す図である。
【００７０】
回転抑制手段４９は、舵１０１の回転を抑制するための手段であり、とりわけ駆動装置１１による駆動力が舵１０１に加えられていない状態で舵１０１の回転を抑制することができる。ここで抑制とは、回転を停止させることだけでなく、回転速度を低下させることも含む概念である。
【００７１】
図示された例の回転抑制手段４９は駆動装置１１毎に設けられ、１つの電動機１２に対して１つの回転抑制手段４９が取り付けられている。図４及び図５に示す回転抑制手段４９は、制御部７０からの指令に基づいて、電動機１２の駆動軸１２ａの回転を制動し、或いは、駆動軸１２ａの制動を解除する電磁ブレーキ（ブレーキ機構５０）としての機構を有する。駆動軸１２ａの回転が制動されている状態では、駆動装置１１は、その作動が停止した状態に置かれる。この状態において、駆動装置１１のピニオン１７と被動ギア１０４を介して噛み合った舵１０１も、駆動軸１２ａとともに、回転を制動される。一方、駆動軸１２ａの制動が解除されている状態では、駆動装置１１は、作動した状態に置かれ、舵１０１を回転駆動することができる。以下、回転抑制手段４９について、詳しく説明する。
【００７２】
本例の回転抑制手段４９は、電動機１２のカバー７２のうち減速機１３とは反対側の端部に取り付けられており、ハウジング５１、第１摩擦板５６、第２摩擦板５７、弾性部材５５、電磁石５３、被検出部７５、検出部７６及び第１摩擦板連結部７７等を有する。
【００７３】
ハウジング５１は、第１摩擦板５６、第２摩擦板５７、弾性部材５５、電磁石５３、被検出部７５、検出部７６及び第１摩擦板連結部７７等を収納する構造体であり、電動機１２のカバー７２に固定されている。
【００７４】
第１摩擦板５６は、例えば焼結金属材料で形成され、中央に貫通孔を有するリング状の板状部材として設けられており、第１摩擦板連結部７７を介して電動機１２の駆動軸１２ａに連結されている。第１摩擦板５６の貫通孔には、電動機１２の駆動軸１２ａの一方の端部が貫通した状態で配置されている。
【００７５】
本例の第１摩擦板連結部７７は、図５に示すように、スプライン軸７７ａ及びスライド軸７７ｂを有する。スプライン軸７７ａは、外周にスプライン歯が設けられ、軸方向に延びる貫通孔が内側に形成された軸部材として設けられている。スプライン軸７７ａは、キー部材（図示省略）によるキー結合とストッパリング７７ｃによる係合とによって、駆動軸１２ａの一方の端部の外周に対して固定されている。
【００７６】
スライド軸７７ｂは、内周にスプライン溝が形成された筒状の部分と、その筒状の部分の端部から径方向に延びるとともに周方向に広がったフランジ状の部分とを有する。スライド軸７７ｂのスプライン溝は、スプライン軸７７ａのスプライン歯に対して軸方向へスライド可能に組み合わされ、スライド軸７７ｂは軸方向へスライド移動可能にスプライン軸７７ａに対して取り付けられている。また第１摩擦板連結部７７には、スプライン軸７７ａに対するスライド軸７７ｂの軸方向の位置を所定の位置に位置決めするバネ機構（図示省略）が設けられている。スライド軸７７ｂにおけるフランジ状の部分の外周の縁部には第１摩擦板５６の内周が固定されており、第１摩擦板５６はスライド軸７７ｂと一体に結合されている。
【００７７】
上記の構成を有する回転抑制手段４９において、駆動軸１２ａが回転すると、スプライン軸７７ａ、スライド軸７７ｂ及び第１摩擦板５６も駆動軸１２ａとともに回転する。後述の電磁石５３が励磁された状態では、駆動軸１２ａ及びスプライン軸７７ａに対して軸方向にスライド移動可能に保持されたスライド軸７７ｂ及び第１摩擦板５６は、バネ機構により、スプライン軸７７ａの軸方向に関して所定位置に位置決めされている。この所定位置に配置されている第１摩擦板５６は、後述の第２摩擦板５７及び第３摩擦板５８から離間している。
【００７８】
第２摩擦板５７は、第１摩擦板５６に対して当接可能に設けられ、第１摩擦板５６に当接することで駆動軸１２ａの回転を制動する制動力を発生させる部材として設けられている。本例の第２摩擦板５７は、当接部５７ａ及びアーマチュア部５７ｂを有する。
【００７９】
アーマチュア部５７ｂは、例えば磁性材料で形成され、中央に貫通孔を有するリング状の板状部材として設けられており、駆動軸１２ａの軸方向と平行にスライド移動可能な状態で、電磁石５３に保持されている。なお、アーマチュア部５７ｂを軸方向へスライド移動可能な状態で電磁石５３に保持する機構の図示は省略されている。アーマチュア部５７ｂの貫通孔には、駆動軸１２ａの一方の端部、スプライン軸７７ａ及びスライド軸７７ｂの筒状部分が貫通した状態で配置されている。
【００８０】
当接部５７ａは、例えば焼結金属材料で形成され、中央に貫通孔を有するリング状の板状部材として設けられており、アーマチュア部５７ｂに対して固定され、第１摩擦板５６に対して当接可能に設置されている。より具体的には、当接部５７ａは、第１摩擦板５６に対向する側とは反対側において、アーマチュア部５７ｂに固定されている。第１摩擦板５６及び当接部５７ａは、図４及び図５に示す例では互いに対向する側の端面（当接面）においてほぼ同じ面積を有するが、これらの当接面の面積は相互に異なっていてもよい。
【００８１】
また本例では、電動機１２のカバー７２の一方の端部のうち第１摩擦板５６に対向する箇所において、第３摩擦板５８が設けられている。第３摩擦板５８は、例えば焼結金属材料で形成され、中央に貫通孔を有するリング状の板状部材として設けられており、第３摩擦板５８は第１摩擦板５６と当接可能な位置に設置されている。第１摩擦板５６及び第３摩擦板５８は、図４及び図５に示す例では互いに対向する側の端面（当接面）においてほぼ同じ面積を有するが、これらの当接面の面積は相互に異なっていてもよい。
【００８２】
弾性部材５５は、後述する電磁石５３の電磁石本体５３ａに保持され、第２摩擦板５７を電磁石５３側から第１摩擦板５６側に向かって付勢する。弾性部材５５は、典型的にはコイルバネとして設けられ、図４及び図５に示す例では複数設けられているが、コイルバネ以外の弾性部材であってもよいし、一つのみ設けられていてもよい。複数の弾性部材５５は、電磁石本体５３ａにおいて、駆動軸１２ａを中心とする周方向に均等角度で配置されることが好ましい。特に本例の複数の弾性部材５５は、電磁石本体５３ａにおいて、駆動軸１２ａを中心とした同心円状に内周側及び外周側の２つの配列で周方向に配置されている。同心円状に配置される弾性部材５５のうち内周側に配置される弾性部材５５はコイル部５３ｂの内側に配置され、外周側に配置される弾性部材５５はコイル部５３ｂの外側に配置される。なお、上述の弾性部材５５の配置形態は例示に過ぎず、弾性部材５５は他の配置形態をとってもよい。
【００８３】
電磁石５３は、電磁石本体５３ａ及びコイル部５３ｂを含み、第２摩擦板５７を磁力によって引き付けることにより第２摩擦板５７を第１摩擦板５６から離間させる。
【００８４】
電磁石本体５３ａは、中央に貫通孔を有する円筒状の構造体として設けられており、電磁石本体５３ａの貫通孔には駆動軸１２ａの端部が配置される。電磁石本体５３ａは、第２摩擦板５７に対向する側とは反対側の端部において、ハウジング５１に固定されている。電磁石本体５３ａには、第２摩擦板５７に向かって開口する複数の弾性部材保持穴５３ｃが設けられており、これらの弾性部材保持穴５３ｃの各々に弾性部材５５が配置される。
【００８５】
コイル部５３ｂは、電磁石本体５３ａの内部に設置され、電磁石本体５３ａの周方向に配置されている。コイル部５３ｂへの電流の供給及び遮断は、制御部７０の指令に基づいて行われる。
【００８６】
例えば回転抑制手段４９による駆動軸１２ａの制動の解除が行われる際には、制御部７０の指令に基づいて、コイル部５３ｂへ電流が供給されて電磁石５３は通電される。電磁石５３が通電されて励磁された状態になると、電磁石５３において発生した磁力によって、第２摩擦板５７のアーマチュア部５７ｂがコイル部５３ｂに引き付けられる。このとき第２摩擦板５７は、複数の弾性部材５５の弾性力（バネ力）に抗して、電磁石５３に引き付けられる。これにより、第２摩擦板５７の当接部５７ａが第１摩擦板５６から離間し、駆動軸１２ａの制動が解除される。したがって、電磁石５３が励磁されて駆動軸１２ａの制動が解除された状態では、第２摩擦板５７のアーマチュア部５７ｂは電磁石本体５３ａに当接した状態となる。
【００８７】
一方、回転抑制手段４９による駆動軸１２ａの制動が行われる際には、制御部７０の指令に基づいて、コイル部５３ｂへの電流の供給が遮断されて電磁石５３は消磁される。電磁石５３が消磁された状態になると、複数の弾性部材５５の弾性力によって第２摩擦板５７が第１摩擦板５６に向かって付勢され、第２摩擦板５７の当接部５７ａが第１摩擦板５６に当接する。これにより、第２摩擦板５７と第１摩擦板５６との間で摩擦力が生じ、駆動軸１２ａの回転が制動される。すなわち、図示された例において、回転抑制手段４９は、無励磁作動型ブレーキ機構として構成されている。なお図４及び図５は、電磁石５３が消磁された状態であり、駆動軸１２ａの回転が制動されている状態を示す。
【００８８】
また、電磁石５３が消磁されて駆動軸１２ａが制動された状態では、第１摩擦板５６は、第２摩擦板５７から作用する付勢力によって、第３摩擦板５８にも当接する。したがって電磁石５３が消磁されると、第１摩擦板５６は、複数の弾性部材５５からの付勢力によって、第２摩擦板５７と第３摩擦板５８との間で挟み込まれた状態となる。これにより、第２摩擦板５７と第１摩擦板５６との間で生じる摩擦力と、第１摩擦板５６と第３摩擦板５８との間で生じる摩擦力とによって、駆動軸１２ａの回転が非常に強く制動される。
【００８９】
被検出部７５は、駆動軸１２ａの軸方向と平行な方向における第２摩擦板５７の位置及び変位量を後述の検出部７６によって検出するために、第２摩擦板５７に固定される要素として設けられている。本例の被検出部７５は、永久磁石として設けられ、第２摩擦板５７のアーマチュア部５７ｂに固定されており、特にアーマチュア部５７ｂの外周部のうち電磁石５３側部分に取り付けられている。この被検出部７５の位置及び変位量を検出部７６によって検出することで、第２摩擦板５７のうち電磁石５３に当接可能な部分の位置及び変位量（とりわけ駆動軸１２ａの軸方向と平行な方向に関する位置及び変位量）を検知することができる。
【００９０】
検出部７６は、第２摩擦板５７とともに変位する被検出部７５の位置及び変位量を検出可能なセンサとして設けられている。すなわち検出部７６は、駆動軸１２ａの軸方向と平行な方向に関する被検出部７５の位置及び変位量を検出することで、駆動軸１２ａの軸方向と平行な方向における第２摩擦板５７の位置及び変位量を検知することができる。
【００９１】
本例の検出部７６は、永久磁石である被検出部７５によってもたらされる磁場（磁界）の強さ及び方向を計測する磁気センサとして設けられ、ハウジング５１の内壁に固定されている。検出部７６は、被検出部７５によってもたらされる磁場（磁界）の強さ及び方向を計測することで、被検出部７５の位置及び変位量を検出する。したがって検出部７６は、駆動軸１２ａの軸方向と平行な方向に関し、被検出部７５に対応する位置で、ハウジング５１に固定されることが好ましい。
【００９２】
検出部７６は、通信ケーブル７９を介して制御部７０に接続され、制御部７０に対して検出結果を出力する。したがって制御部７０は、複数の駆動装置１１の各々の検出部７６から、第２摩擦板５７の位置及び変位量の検出結果を受信する。なお、各検出部７６は、制御部７０からの指令信号を、通信ケーブル７９を介して受信する。
【００９３】
制御部７０は、旋回コントローラ１０９（図１参照）によってコントロールされ、各駆動装置１１の検出部７６から送られてくる検出結果に基づいて、第２摩擦板５７の作動確認を行うとともに、第１摩擦板５６及び第２摩擦板５７の少なくともいずれかの摩耗量を検知することができる。制御部７０による第２摩擦板５７の作動確認は、例えば電磁石５３が消磁された状態から励磁された状態に移行する際に検出部７６によって検出される第２摩擦板５７の位置に基づいて実行可能である。また制御部７０による第１摩擦板５６及び／又は第２摩擦板５７の摩耗量の検知は、例えば電磁石５３が消磁されている状態で、検出部７６によって検出される第２摩擦板５７（被検出部７５）の位置に基づいて実行可能である。
【００９４】
このように本例では、被検出部７５、検出部７６及び制御部７０の組み合わせによって「回転抑制手段４９による舵１０１の回転の制動が機能しているか否かを検知する検知手段」が構成されている。例えば回転抑制手段４９の制動機能が適切に機能している場合、電磁石５３が消磁された状態では第２摩擦板５７が第１摩擦板５６に当接し、電磁石５３が励磁された状態では第２摩擦板５７が第１摩擦板５６から離間するように、電磁石５３の消磁状態及び励磁状態に応じて被検出部７５の位置が軸方向に変化する。したがって制御部７０は、検出部７６によって検出される第２摩擦板５７の位置に基づいて、回転抑制手段４９によって舵１０１の回転が制動されているか否かを検知することが可能である。また回転抑制手段４９の制動機能が適切に機能していない場合には、被検出部７５の位置が電磁石５３の消磁状態及び励磁状態にかかわらず変化しなかったり、電磁石５３の消磁状態及び励磁状態に応じて想定される位置とは異なる位置に被検出部７５が配置されたりする。したがって制御部７０は、検出部７６によって検出される第２摩擦板５７の位置に基づいて、回転抑制手段４９の制動機能が適切に機能しているか否かを検知することが可能である。制御部７０は、回転抑制手段４９の制動機能が適切に機能していないことを検知した場合には、船舶Ｓの操作者等に対して警告等を発し、操作者等の注意を喚起することが好ましい。
【００９５】
なお本例の制御部７０には、力検出機構８０が接続され、力検出機構８０による検出結果が制御部７０に送られる。力検出機構８０は、舵１０１、リングギア（被動ギア）１０４、駆動装置１１及び回転抑制手段４９のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出する。制御部７０は、力検出機構８０の検出結果が示す「検出対象に作用する力」が所定の閾値よりも大きい場合、回転抑制手段４９を制御して舵１０１の回転の制動を解除する。回転抑制手段４９によって舵１０１の回転が制動された状態で過大な力が舵１０１、リングギア（被動ギア）１０４、駆動装置１１或いは回転抑制手段４９に作用し続けると、その力を逃がすことができず、舵１０１やリングギア１０４等の部品が破損してしまう虞がある。一方、本例のように、「検出対象に作用する力」に応じて回転抑制手段４９による制動を解除することで、舵１０１が回転して力を逃がすことができ、舵１０１やリングギア１０４等の部品の破損を防ぐことができる。
【００９６】
なお、力検出機構８０の具体的な検出箇所や検出手法は特に限定されず、力検出機構８０は、舵１０１、リングギア（被動ギア）１０４、駆動装置１１及び回転抑制手段４９のうちの少なくともいずれかに作用する力を直接的又は間接的に検出可能な任意の構成によって実現可能である。したがって力検出機構８０は、例えばリングギア１０４や舵１０１の歪みを計測するセンサを使って力を直接的に検出してもよい。また力検出機構８０は、リングギア１０４の回転速度を測定し、当該測定値と計算値との差分値に基づいてリングギア１０４に作用する力を検出してもよいし、電動機１２の駆動電流値を測定し、当該測定値と計算値との差分値に基づいて、舵１０１、リングギア（被動ギア）１０４及び駆動装置１１のいずれかに作用する力を検出してもよい。なお力検出機構８０によって検出される「力」の種類は問われず、例えば、外部から加えられる外力であってもよいし、舵１０１、リングギア（被動ギア）１０４、駆動装置１１及び回転抑制手段４９のうちの少なくともいずれかの不具合によって生じうる力であってもよい。
【００９７】
また回転抑制手段４９は力検出機構８０が検出する力が「所定の閾値」よりも大きい場合に制動を解除するが、制動の解除の基準となるここでいう「所定の閾値」は、様々な観点から定められうる。例えば舵１０１自体の破損を防ぐ観点や、リングギア１０４等の特に破損が望まれない部品の破損を防ぐ観点や、ピニオン１７等の応力が集中して破損し易い部品の破損を防ぐ観点等に基づいて、ここでいう「所定の閾値」を適宜定めることができる。
【００９８】
以上説明したように本実施形態に係る電動舵取機１によれば、駆動装置１１からの駆動力が舵１０１に加えられていない状態においても、回転抑制手段４９によって舵１０１の回転を適切に抑制することができる。すなわち、回転抑制手段４９によれば、意図しない舵１０１の回転を効果的に防ぐことができる。
【００９９】
したがって、運航中に進行方向を変更する機会が比較的少なく、一定方向に進行する時間が比較的長い航行において、船舶Ｓを一定方向に進行させる際に回転抑制手段４９によって舵１０１の向きを固定することで、非常に高い省エネルギー効果を期待することができる。特に、本実施形態のように回転抑制手段４９の電磁石５３の非通電時に制動力を生じさせて、電磁石５３の通電時に制動力を解除する構成とすることで、一定方向に進行する時間が比較的長い航行では運航全体における回転抑制手段４９の通電時間を短くすることができるため、より高い省エネルギー効果が得られる。
【０１００】
また、回転抑制手段４９を駆動装置１１（特に電動機１２）と一体的に設けることによって、回転抑制手段４９及び駆動装置１１をユニット化することができる。回転抑制手段４９及び駆動装置１１をユニット化することで、回転抑制手段４９及び駆動装置１１のいずれかの箇所に不具合が生じた場合であっても、回転抑制手段４９及び駆動装置１１のユニットを適切に作動する他のユニットに交換することで、簡単に不具合を解消することができる。
【０１０１】
［変形例］
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、他の変形が加えられてもよい。
【０１０２】
例えば上述の実施形態では、回転抑制手段４９が駆動装置１１（特に電動機１２）と一体的に設けられているが、舵１０１の回転を適切に制動することができるのであれば、回転抑制手段４９の構成は特に限定されない。したがって回転抑制手段４９は、電動機１２の駆動軸１２ａの回転を制動するものだけはなく、リングギア１０４（駆動ギア）や減速機１３を構成する各種要素の回転を制動することで舵１０１の回転を間接的に制動するものであってもよいし、舵１０１の回転を直接的に制動するものであってもよい。また制動方式も特に限定されず、直接的な制動対象（上述の実施形態では第１摩擦板５６）に摩擦抵抗を与えることで制動力を得る方式以外の方式が採用されてもよい。また回転抑制手段４９は、電磁式以外の制動方式であってもよく、例えば油圧式の制動装置等を有していてもよい。
【０１０３】
上述した一実施の形態において、回転抑制手段４９が、ブレーキ機構５０である例を示したが、この例に限られない。例えば、回転抑制手段４９は、舵１０１の回転を抑制するための種々の手段として構成され得る。例えば、図２に示すように、回転抑制手段４９が、ピン６１と、ピン６１を駆動するピン駆動機構６２と、を有するようにしてもよい。ピン駆動機構６２は、ピン６１をその軸線方向に沿って、移動させることができる。ピン６１は、ピン駆動機構６２に駆動されることで、舵１０１または舵１０１と連動して動作する構成要素と係合する位置、および、舵１０１または舵１０１と連動して動作する構成要素から離間する位置との間を移動することができる。ピン６１が、舵１０１または舵１０１と連動して動作する構成要素と係合することで、舵１０１または舵１０１と連動して動作する構成要素の動作を制動することができる。図２に示された例において、ピン６１は、リングギア１０４の回転軸線Ｌ１と平行な方向に移動可能となっている。図示されたピン６１は、リングギア１０４の歯と歯との間に入り込み、これにより、リングギア１０４の回転を規制することで、舵１０１の回転を制動するようになっている。しかしながら、図示された例に限られず、ピン６１が、例えば、電動機１２の各部や減速機１３の各部（ギア等）と係合することで、舵１０１の回転を抑制さらには規制するようにしてもよい。
【０１０４】
さらに、上述した一実施の形態において、回転抑制手段４９が、駆動装置１１内に配置される例を示したが、この例に限られない。上述したピン６１のように、駆動装置１１とは別体として、回転抑制手段４９が設けられていてもよい。
【０１０５】
また上述の実施形態では、キャリア２５（基部キャリア２７）にピニオン１７を連結するボルト１８（図３参照）によって、駆動ギアであるピニオン１７及び被動ギアであるリングギア１０４の噛み合いを解除する退避機構８５が構成されているが、他の部材によって退避機構８５が構成されてもよい。退避機構８５は、少なくとも駆動ギア（ピニオン１７）を被動ギア（リングギア１０４）から離間させて被動ギアと噛み合う位置から退避させることで、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除することが可能な任意の機構を採用することが可能である。したがって退避機構８５は、駆動装置１１からピニオン１７を脱落させることが可能な上述の機構（ボルト１８）だけではなく、駆動装置１１自体を移動させることでピニオン１７をリングギア１０４から離間させることが可能な機構や、リングギア１０４を移動させることでピニオン１７をリングギア１０４から離間させることが可能な機構であってもよい。なお駆動ギア（ピニオン１７）を被動ギア（リングギア１０４）から離間させる具体的な手法は特に限定されず、駆動ギア及び被動ギアのうち少なくともいずれか一方を、回転軸の軸方向に相対的に移動させてもよいし、回転軸の径方向に相対的に移動させてもよい。例えば、図２に示された退避機構８５は、駆動装置１１を回転軸線Ｌ１と平行な方向に移動させることで、駆動ギア（ピニオン１７）と被動ギア（リングギア１０４）との噛み合いを解除することができるようになっている。また、退避機構８５が、駆動装置１１を回転軸線Ｌ１と直交する方向（すなわち径方向）に移動させることで、駆動ギア（ピニオン１７）と被動ギア（リングギア１０４）との噛み合いを解除するようにしてもよい。
【０１０６】
なお退避機構８５による「駆動ギア及び被動ギアの噛み合いの解除」は、操作者等によって手動的に行われてもよいし、例えば力検出機構８０の検出結果に応じて自動的に行われてもよい。例えば図３に示すようなボルト１８によって退避機構８５が構成される場合には、操作者等が必要に応じてボルト１８を駆動装置１１から取り外すことで、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除することができる。一方、図２に示すように退避機構８５が駆動ギア（ピニオン１７）及び被動ギア（リングギア１０４）のうちの少なくともいずれか一方を移動させる場合、退避機構８５は力検出機構８０の検出結果を受信し、その検出結果に応じて駆動ギア及び被動ギアのうちの少なくともいずれか一方を移動させてもよい。この場合、退避機構８５は、例えば力検出機構８０が検出する力が所定の閾値よりも大きい場合に、駆動ギア及び被動ギアのうちの少なくともいずれか一方を移動させて、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除してもよい。したがって退避機構８５は、例えばユニット化された「ユニット駆動装置１１及び回転抑制手段４９」自体を移動して、駆動ギア及び被動ギアの噛み合いを解除することも可能である。
【０１０７】
また上述の実施形態のように一つの舵１０１に対して複数の回転抑制手段４９が設けられる場合、各回転抑制手段４９に期待される「制動に関する定格トルク」の大きさは、舵１０１の回転の制動に要求される「設計制動トルク」に応じて適宜定めることができ、具体的なトルクの値は特に限定されない。ここでいう「制動に関する定格トルク」は、各回転抑制手段４９において指定条件下で安全に発生可能な制動トルクを意味し、回転抑制手段４９の構成に応じて定められる。また「設計制動トルク」は、指定条件下で舵１０１の回転を止めるために必要な制動トルクを意味し、想定される使用環境や舵１０１の構成に応じて定められる。
【０１０８】
なお、複数の回転抑制手段４９のうちの一部の回転抑制手段４９の制動に関する定格トルクの総和は、舵１０１の回転の制動に要求される設計制動トルク以上であることが好ましい。例えば複数の回転抑制手段４９を構成する各回転抑制手段４９が、単独で、舵１０１の回転の制動に要求される設計制動トルク以上の定格トルクを生じさせてもよいし、２以上の回転抑制手段４９の制動に関する定格トルクの総和が、舵１０１の回転の制動に要求される設計制動トルク以上であってもよい。この場合、例えば故障等によっていずれかの回転抑制手段４９が本来の定格トルクよりも小さな制動力しか生じさせることができなくなったとしても、他の回転抑制手段４９によって舵１０１の回転を適切に制動することができる。したがって、例えば回転抑制手段４９の駆動状態を制御部７０によって監視し、少なくとも１台の回転抑制手段４９が故障等により駆動していないことが検出された場合には、残りの回転抑制手段４９を駆動して舵１０１の回転を制動してもよい。このような制動が行われる場合、駆動装置１１（特に電動機１２）が作動しないように旋回コントローラ１０９は制御を行うことが好ましい。
【０１０９】
また、上述の図２に示す例では、４台の駆動装置１１が設けられる例を説明したが、駆動装置１１は、４台より多くてもよいし少なくてもよいし、その数は限定されない。特に駆動装置１１が１台のみしか設けられない場合には、駆動装置１１（減速機１３）と舵１０１とを直接的に連結してもよい。複数の駆動装置１１が設けられる上述の実施形態では、各駆動装置１１のピニオン１７がリングギア１０４と噛み合って、各駆動装置１１（各減速機１３）と舵１０１とがリングギア１０４を介して連結される。一方、駆動装置１１が１台の場合には、駆動装置１１（減速機１３）と舵１０１とを直接的に連結してもよい。すなわち駆動装置１１が１台の場合には、ピニオン１７やリングギア１０４は必ずしも必要とされず、駆動装置１１の出力軸（上述の実施形態ではキャリア２５（基部キャリア２７））と舵１０１（上述の実施形態では旋回筒１０３）とを一体的に連結し、駆動装置１１の出力軸から舵１０１に回転動力を直接伝達してもよい。この場合、舵１０１の回転軸線と駆動装置１１の出力軸の回転軸線とが一致することが好ましい。
【０１１０】
さらに、上述した一実施の形態において、回転抑制手段４９による舵１０１の回転の制動が機能しているか否かを検知する検知手段が、被検出部７５、検出部７６及び制御部７０の組み合わせによって、構成されている例を示したが、この例に限られない。例えば、検知手段は、電磁ブレーキに供給される電流値を監視して、或いは、舵１０１に負荷されるトルクを監視して、回転抑制手段４９による舵１０１の回転の制動が機能しているか否かを検知するようにしてもよい。
【０１１１】
さらに、上述した一実施の形態では、駆動装置１１による駆動力が舵１０１に加えられていない状態において、回転抑制手段４９が、舵１０１の回転を抑制することで、消費電力の低減を可能にした。そこで、駆動装置１１の状態を検出する状態検出機構６４（図４参照）が、更に設けられ、駆動装置１１が動作していないことを状態検出機構６４が検出した場合に、回転抑制手段４９が、舵１０１の回転を抑制するようにしてもよい。状態検出機構６４は、例えば、駆動装置１１の出力軸の動作を監視することで、或いは、駆動装置１１に供給され電流値を監視することで、或いは、駆動装置１１のトルクを監視することで、或いは、これの組み合わせにより、駆動装置１１の状態、例えば、駆動装置１１からの駆動力が舵１０１に出力されているか否かを検出するようにしてもよい。図４に示すように、状態検出機構６４が制御部７０に接続され、状態検出機構６４の検出結果は制御部７０に送信される。制御部７０は、状態検出機構６４での検出結果に基づき、回転抑制手段４９の動作を制御する。
【０１１２】
さらに、上述した一実施の形態において、駆動装置１１が電動機を含み、電力により、駆動装置１１が電力供給を受けて舵１０１を駆動する例を示したが、これに限られない。例えば、駆動装置１１が、油圧により、舵１０１を駆動するようにしてもよい。
【０１１３】
さらに、上述した一実施の形態において、船舶の舵１０１の回転駆動について説明したが、本発明を船舶以外に用いられる舵の制御、例えば、航空機の舵（翼）に対して適用することができる。すなわち、上述してきた舵１０１は、航空機の翼であってもよく、本発明はこのような形態を包含する。
【符号の説明】
【０１１４】
１  電動舵取機
１１  駆動装置
１１ａ  駆動装置
１１ｂ  駆動装置
１１ｃ  駆動装置
１１ｄ  駆動装置
１２  電動機
１２ａ  駆動軸
１３  減速機
１４  入力軸
１４ａ  ギア部
１５  ケース
１５ａ  第１ケース部
１５ｂ  第２ケース部
１５ｃ  第３ケース部
１６  減速部
１７  ピニオン
１８  ボルト
２０  ピン内歯
２１  カップリング
２２  玉軸受
２３  クランク軸用歯車
２４  クランク軸
２４ｃ  軸本体
２４ａ  第１偏心部
２４ｂ  第２偏心部
２５  キャリア
２６  外歯歯車
２６ａ  第１外歯歯車
２６ｂ  第２外歯歯車
２７  基部キャリア
２８  端部キャリア
２９  支柱
３０  主軸受
３１  主軸受
３４  クランク用孔
４１  外歯
４９  回転抑制手段
５１  ハウジング
５３  電磁石
５３ａ  電磁石本体
５３ｂ  コイル部
５３ｃ  弾性部材保持穴
５５  弾性部材
５６  第１摩擦板
５７  第２摩擦板
５７ａ  当接部
５７ｂ  アーマチュア部
５８  第３摩擦板
６１  ピン
６２  ピン駆動機構
６４  状態検出機構
７０  制御部
７２  カバー
７５  被検出部
７６  検出部
７７  第１摩擦板連結部
７７ａ  スプライン軸
７７ｂ  スライド軸
７７ｃ  ストッパリング
７９  通信ケーブル
８０  力検出機構
８５  退避機構
１００  船舶本体
１０１  舵
１０２  舵本体
１０３  旋回筒
１０４  リングギア
１０４ａ  歯
１０５  プロペラ
１０８  インバータ
１０９  旋回コントローラ
Ｓ      船舶
【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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