JP2001324025A - ロータリーベーン式舵取機のリングシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 背面に圧油をかけることなくシール機能を果
たし、定期入渠まで交換しなくても済む信頼性の高いロ
ータリーベーン式舵取機のリングシール構造を提供す
る。 【解決手段】 環状スリット１１に一対の環状溝１２、
１３を形成し、外周側のリングシール材１５を外周端の
環状溝１２に嵌入する円筒部１５ａと径方向内側に突出
するリング状リップ部１５ｃとで構成し、ローター端面
２ｅに摺接するシール面１５ｈに環状の油溝１５ｆを形
成し、内周側のリングシール材１６を内周端の環状溝１
３に嵌入する円筒部１６ａと径方向外側に突出するリン
グ状リップ部１６ｃとで構成し、ローター端面２ｅに摺
接するシール面に環状の油溝１６ｆを形成し、装着状態
で外周側のリングシール材１５の外周縁部がベーンの横
シール材（図示省略）およびセグメント６の縦シール材
６ａの内周側縁部と重なり、リング状リップ部１５ｃ、
１６ｃの先端間に適当な間隙を有し、両リングシール材
１５、１６と環状スリット１１の底部との間に漏油空間
１７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶の舵取機の技
術に係り、ロータリーベーン式舵取機のリングシール構
造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のロータリーベーン式舵取機は、例
えば図１４〜図１７に示すようなものであり、ハウジン
グ１と、その内部に収納するローター２とを有してい
る。ローター２は、その下部軸部２ａをハウジング１の
底部に設けたボス部１ａにて、またローター２の上部軸
部２ｂをハウジング１の上部開口に配置する環状のカバ
ー３にて、それぞれ支持されている。下部軸部２ａには
ラジアル軸受部材４ａとスラスト軸受部材４ｂを、また
上部軸部２ｂにはラジアル軸受部材４ｃをそれぞれ介在
せしめることにより、ローター２は、半径方向、軸方向
に荷重のかかった状態で、船体に固定されたハウジング
１の内部で回動自在とされている。

【０００３】舵軸（図示省略）内部貫通孔２ｃに嵌合固
定したローター２は、外周面の周方向に沿った等間隔の
位置に複数のベーン５を突設している。他方、ハウジン
グ１は、内周面の周方向に沿った等間隔の位置に、上記
ベーンと同数のセグメント６を突設している。ローター
の上記ベーン５には、上下の端面にそれぞれ横シール材
５ａを、また、半径方向の先端の縁部に縦シール材５ｂ
をそれぞれスリット５ｃ、５ｄ内に保持せしめている。
ハウジングの上記セグメント６には、半径方向の先端の
縁部に縦シール材６ａをスリット６ｂ内に保持せしめて
いる。

【０００４】ローター２がハウジング１内で回転すると
き、上下端面に横シール材５ａ、および半径方向の縁部
に縦シール材５ｂを装着したローターのベーン５と半径
方向の縁部に縦シール材６ａを装着したハウジングのセ
グメント６との間に油室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが形成
される。

【０００５】これら油室から圧油が、ローター２の上部
端面２ｄとカバー３との間の微小な間隙、およびロータ
ー２の下部端面２ｅとハウジング１との間の微小な間隙
を通って、隣接する油室に、および大気に通ずるロータ
ー軸部２ａ、２ｂにそれぞれ漏洩するのを防ぐために、
ローター２の上部端面２ｄに対向するカバー３の部位に
は、弾性材料の環状の上部リングシール材８ａをスリッ
ト８ｂ内に保持せしめており、上部リングシール材８ａ
の外側周縁部がローターのベーンの横シール材５ａの内
周側下端縁５ｅ、およびハウジングのセグメントの縦シ
ール材６ａの内周側下端縁６ｃとそれぞれ接触してい
る。また、ローターの下部端面２ｅに対向するハウジン
グ１の底部の部位には、弾性材料の環状の下部リングシ
ール材８ｃをスリット８ｄ内に保持せしめており、下部
リングシール材８ｃの外側周縁部がローターのベーンの
横シール材５ａの端部、およびハウジングのセグメント
の縦シール材６ａの端部と接触している。そして、上部
リングシール材８ａのシール面８ｅがローターの上部端
面２ｄと、また、下部リングシール材８ｃのシール面８
ｆがローターの下部端面２ｅとそれぞれ接触して、シー
リング作用を行っている。

【０００６】ローター２の回転軸を介して対称の位置に
ある油室７ａと７ｃ，および油室７ｂと７ｄは、それぞ
れ連通しており、例えば油室７ａに油圧ポンプから圧油
が供給されると、対称の位置にある油室７ｃにも同時に
圧油が供給され、一方、他の油室７ｂおよび７ｄからは
同時に油が排出され、油圧ポンプ側に戻される。かく
て、圧油によるローター２の回転が成立する。

【０００７】上記の油室７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおい
て、油密を確保するために、接触摺動する箇所であるロ
ーターのベーン５の上下の横シール材５ａと半径方向縁
部の縦シール材５ｂ、およびハウジングのセグメント６
の半径方向縁部の縦シール材６ａ、および上下のリング
シール材８ａ、８ｃの各背面には、それぞれ、横および
縦シール材に関してはスリット５ｃ、５ｄ、６ｂを油路
として、また、上下部リングシール材に関してはそれら
油路に連通する油孔３ａ、１ｂを穿孔して、スリット８
ｂ、８ｄの背面に至る油路となし、圧力側となっている
油室から圧油を導き、各シール材を摺動面に油圧で押し
付け、油密を維持している。これは、油室に作用する油
圧が高くなるほど、油室から漏洩する量が多くなろうと
するが、他方、シール材を背面から摺動面に押し付ける
力も大きくなるので、漏洩量は多くならずに済むという
ものである。

【０００８】なお、ローター２には、上部リングシール
材８ａの位置より内側のローター下面と下部リングシー
ル材８ｃの位置より内側のローター上面とを連通するバ
ランス孔２ｆを設けており、もし上下リングシール材８
ａ、８ｃから圧油が漏洩した場合、この漏洩油によるロ
ーター上下の面に作用する圧力が上下方向にバランスす
るようになっている。これにより、ローター２に軸方向
に差圧による不均等な力が発生するのを防いでいる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の構成に
おいては、上下リングシール材８ａ、８ｃは、それぞれ
背面に圧油が導かれ、シール面がそれぞれ対向する面
（ローターの上部端面および下部端面）に押し付けられ
て摺動するようになっており、その押し付け力は、作動
油圧が高くなるほど、それに比例して強くなる。

【００１０】而して、リングシール材８ａ、８ｃのシー
ル面の外周側は常に油（高圧あるいは大気圧に近い低
圧）に曝されているものの、油とは対面するのは、例え
ば、０．２ｍｍといった薄い幅の円環においてであり、
内周側においては、漏洩油が存在するときにのみ、油に
曝されることになる。

【００１１】このような状態において、ローター２の作
動中、油室、例えば７ａと７ｃの油圧が高くなれば、上
下のリングシール材８ａ、８ｃの背面に導かれた圧油に
より、各シール面はローターの上部端面２ｄおよび下部
端面２ｅにそれぞれ強く押し付けられて摺動することに
なる。例えば、油圧が１２０ｋｇｆ／ｓｑ．ｃｍになっ
たとすれば、シール面の摺動面圧も１２０ｋｇｆ／ｓ
ｑ．ｃｍという過大な面圧になってしまう。

【００１２】そうすると、上下のリングシール材８ａ、
８ｃのシール面８ｅ、８ｆは、ただでさえ油との接触が
少なくローターの上部および下部端面２ｄ、２ｅとの間
に潤滑油膜が形成され難いのに、その上に、強い接触面
圧によって潤滑油膜が排除されるので、シール面８ｅ、
８ｆは、潤滑の無い状態で、しかも過大な面圧でもっ
て、シール面８ｅ、８ｆの上をローターの上部および下
部端面２ｄ、２ｅが摺動することになる。このために、
不必要な摩擦損失を招くに止まらず、背面にかかる油圧
の強さによっては、リングシール材８ａ、８ｃがロータ
ー２と共に回転して、スリット８ｂ、８ｄとの間で摺動
するという現象も生ずることになる。

【００１３】更に、背面に圧油がかけられることで、リ
ングシール材８ａ、８ｃは、変形を生じ、その変形がロ
ーターベーン５の横シール材５ａの内周側下端縁５ｅ、
およびハウジングセグメント６の縦シール材６ａの内周
側下端縁６ｃとの接触部に強い干渉を生ぜしめ、その摩
擦により、リングシール材８ａ、８ｃ、横シール材５
ａ、縦シール材６ａを破損に至らしめる可能性があっ
た。

【００１４】これらの作用により、リングシール材８
ａ、８ｃの内部に不当な繰返し応力が生じ、遂には疲労
破断に至る可能性があった。リングシール材８ａ、８ｃ
がこのように破断してしまうと、その背面に導かれてい
た油室の圧油がリングシール材破断部から抜けてしまう
ので、油室そのものが機能を失い、舵取機が作動不能に
なる危険性があった。

【００１５】また、このように損傷したリングシール材
の交換において、ロータリーベーン式舵取機の構造上、
下部リングシール材８ｃについては、それがローター２
の下面に対向するので、点検または交換は、舵取機を分
解し、ローター２を取り外して行うことが必要となる。
従って、洋上での作業はできず、船をドックに入れて行
わねばならず、作業に多大の時間と手数と費用がかかる
という問題がある。

【００１６】その他、上下リングシール材８ａ、８ｃの
背面に圧油を導くための油孔３ａ、１ｂの穿孔など、加
工コストが高くなるという問題があった。本発明は、上
記した諸問題に鑑み、リングシール材については背面に
圧油をかける構成にしなくても済むように、かつ、少な
くとも船の定期入渠まではそれを交換しなくても済むよ
うにするもので、リングシール材の損傷を防止した信頼
性の高いロータリーベーン式舵取機のリングシール構造
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る本発明のロータリーベーン式舵取機
のリングシール構造は、舵軸に嵌合装着するローター
と、ローターを収納してローターの周囲に油室用空間を
形成するハウジングと、ハウジングの上部開口に配置す
る環状のカバーとを有し、ローターの外周面の周方向に
沿った等間隔の位置に複数のベーンを配置し、ハウジン
グの内周面の周方向に沿った等間隔の位置に複数のセグ
メントを配置し、ベーンとセグメントによって前記油室
用空間を複数の油室に区画するロータリーベーン式舵取
機において、ハウジングの底面およびカバーの下面に環
状スリットをローターの外周部に対向して形成し、環状
スリットの底部に一対の環状溝を外周端および内周端の
位置に形成し、環状スリットに外周側と内周側とで一対
をなす弾性材料からなるリングシール材を配置し、外周
側のリングシール材は、基部が外周端の環状溝に嵌入す
る円筒部と円筒部の一方端部から径方向内側に突出する
リング状リップ部とからなり、ローター端面に摺接する
シール面に環状の油溝を有し、内周側のリングシール材
は、基部が内周端の環状溝に嵌入する円筒部と円筒部の
一方端部から径方向外側に突出するリング状リップ部と
からなり、ローター端面に摺接するシール面に環状の油
溝を有し、外周側と内周側のリングシール材を環状スリ
ット内に配置した状態において、外周側のリングシール
材の円筒部の外周縁部がベーンに配置した横シール材お
よびセグメントに配置した縦シール材のそれぞれの内周
側縁部と重なり、両リングシール材のリング状リップ部
の先端間に適当な間隙を有し、かつ両リングシール材と
環状スリットの底部との間に漏油空間が形成される構成
としたものである。

【００１８】上記した構成により、外周側のリングシー
ル材は外周面側から内周面側に向けて各油室の作動油圧
の変化に伴って反復的に押圧され、高圧状態の油室に対
応する部位においては高圧作動油がローターに摺接する
外周側リングシール材の円筒部とリング状リップ部のシ
ール面を通って前記漏油空間に漏洩する。しかし、この
漏油が溜まると漏油空間の圧力が高まることになり、こ
の圧力が内周側のリングシール材のリング状リップ部お
よび外周側のリングシール材のリング状リップ部をそれ
ぞれ全周にわたってローターの端面に向かって押し付け
るように作用する。従って、漏油が内周側のリングシー
ル材とローターの端面との間から軸側に漏洩することを
防げるとともに、低圧状態の油室に対応する部位におい
ては、高圧状態の油室から漏油空間内に漏洩した油が低
圧状態の油室内へ漏洩することを防げる。

【００１９】また、外周側のリングシール材の外周縁部
がベーンの横シール材およびセグメントの縦シール材と
重ねて配置されることにより、この縁部において高圧油
室の作動油が低圧油室へ漏洩することを防げる。

【００２０】外周側および内周側のリングシール材の円
筒部のシール面およびリング状リップ部のシール面はそ
れぞれ油室、漏油空間、あるいは油溝に接して常に油雰
囲気の中にあるので、これらシール面のローターとの摺
接に対する潤滑が確保できる。

【００２１】請求項２に係る本発明のロータリーベーン
式舵取機のリングシール構造は、舵軸に嵌合装着するロ
ーターと、ローターを収納してローターの周囲に油室用
空間を形成するハウジングと、ハウジングの上部開口に
配置する環状のカバーとを有し、ローターの外周面の周
方向に沿った等間隔の位置に複数のベーンを配置し、ハ
ウジングの内周面の周方向に沿った等間隔の位置に複数
のセグメントを配置し、ベーンとセグメントによって前
記油室用空間を複数の油室に区画するロータリーベーン
式舵取機において、ハウジングの底面およびカバーの下
面に環状スリットをローターの外周部に対向して形成
し、環状スリットの底部に環状溝を外周端の位置に形成
し、環状スリットの底部に環状リセスを内周端の位置に
形成し、環状スリットに外周側と内周側とで一対をなす
弾性材料からなるリングシール材を配置し、外周側のリ
ングシール材は、基部が外周端の環状溝に嵌入する円筒
部と円筒部の一方端部から径方向内側に突出するリング
状リップ部とからなり、ローター端面に摺接するシール
面に環状の油溝を有し、環状リセスに配置する内周側の
リングシール材は断面が円形をなし、外周側と内周側の
リングシール材を環状スリット内に配置した状態におい
て、外周側のリングシール材の円筒部の外周縁部がベー
ンに配置した横シール材およびセグメントに配置した縦
シール材のそれぞれの内周側縁部と重なり、外周側のリ
ングシール材におけるリング状リップ部の先端と内周側
のリングシール材との間に適当な間隙を有し、かつ両リ
ングシール材と環状スリットの底部との間に漏油空間が
形成される構成としたものである。

【００２２】この構成により、外周側のリングシール材
のうちで高圧状態の油室に対応する部位において漏油空
間に漏洩した高圧作動油は、軸側に対しては全周にわた
って内周側リングシール材によって漏洩が妨げられてい
るので、漏油空間内の圧力を高めることになる。この圧
力は、外周側リングシール材のリング状リップ部を全周
にわたって漏油空間の側からローター端面に向かって押
し付けるように作用する。従って、高圧状態の油室から
漏油空間内に漏洩した高圧作動油が低圧状態の油室に対
応する部位において低圧状態の油室に漏洩することを防
げる。

【００２３】内周側リングシール材も常に漏油空間に接
しており、外周側リングシール材の場合と同じく常に油
雰囲気の中にあるので、ローターとの摺接に対する潤滑
が確保できる。

【００２４】請求項３に係る本発明のロータリーベーン
式舵取機のリングシール構造は、舵軸に嵌合するロータ
ーと、ローターを収納してローターの周囲に油室用空間
を形成するハウジングと、ハウジングの上部開口に配置
する環状のカバーとを有し、ローターの外周面の周方向
に沿った等間隔の位置に複数のベーンを配置し、ハウジ
ングの内周面の周方向に沿った等間隔の位置に複数のセ
グメントを配置し、ベーンとセグメントによって前記油
室用空間を複数の油室に区画するロータリーベーン式舵
取機において、ハウジングの底面およびカバーの下面に
環状スリットをローターの外周部に対向して形成し、環
状スリットの底部の外周端の位置に環状溝を形成し、環
状スリットに弾性材料からなる外周側リングシール材を
配置し、外周側リングシール材は基部が環状溝に嵌入す
る円筒部と円筒部の一方端部から径方向内側に突出する
リング状リップ部とからなり、ローター端面に摺接する
シール面に環状の油溝を有し、外周側リングシール材を
環状スリット内に配置した状態において、外周側リング
シール材の円筒部の外周縁部がベーンに配置した横シー
ル材およびセグメントに配置した縦シール材のそれぞれ
の内周側縁部と重なり、外周側リングシール材と環状ス
リットの底部との間に漏油空間が形成されるようにし、
かつ上下のラジアル軸受部材の大気に通じる側において
ローターの下部軸部および上部軸部とハウジングのボス
部およびカバーとの間の環状間隙の部位にそれぞれＯリ
ング軸封装置を設けた構成としたものである。

【００２５】この構成により、リングシール材のうち
で、高圧状態の油室に対応する部位においてリングシー
ル材から漏洩した高圧作動油は、軸側に対しては、全周
にわたってＯリング軸封装置によって漏洩が妨げられて
いるので、リングシール材のリング状リップ部を全周に
わたって漏油空間の側からローター端面に向かって押し
付けるように作用する。

【００２６】従って、高圧状態の油室から漏油空間内に
漏洩した高圧作動油が低圧状態の油室に対応する部位に
おいて低圧状態の油室に漏洩することを防げる。リング
シール材は漏油空間に接して常に油雰囲気の中にあるの
で、ローターとの摺接に対する潤滑が確保できる。

【００２７】請求項４に係る本発明のロータリーベーン
式舵取機のリングシール構造は、環状スリットの底部
に、外周側リングシール材を配置する環状溝の内周側に
位置して環状リセスを形成し、環状リセスに外周側リン
グシール材の円筒部の内周側の側面を径方向外側に向か
って押し付けるように環状コイルスプリングを配置する
構成としたものである。

【００２８】この構成により、高圧状態の油室に対応す
る部位において、外周側リングシール材の円筒部の外周
縁部に油圧力が作用して円筒部が径方向内周側に変位す
る量を環状コイルスプリングによって抑制することがで
き、これにより、円筒部の外周縁部とベーンに配置した
横シール材あるいはセグメントに配置した縦シール材の
それぞれの内周側縁部との重なりをより確実に維持でき
る。

【００２９】これらの構成により、リングシール材は、
背面に油室の高圧油を導くのを廃し得ながら作動油の漏
洩を十分に抑制して、ローターの作動に支障を来たさな
い適切なシール性を確保できる。また、リングシール材
への潤滑も十分に確保できるため、従来のように、背面
に油室の高圧油を導くことに起因するリングシール材の
損傷という問題がなくなり、長期間にわたって損傷のな
い、信頼性の高い作動が可能になる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態において、先に図１
４〜図１７において説明した従来の技術と基本的に同様
の作用を行う部材については、同一番号を付して、説明
を省略する。

【００３１】まず、ローター２の下部に配置する下部リ
ングシール材について説明する。図１〜図７において、
ハウジング１のボス部１ａの表面に環状スリット１１を
形成し、この環状スリット１１の底部に一対の環状溝１
２、１３をそれぞれ外周端および内周端に位置して形成
する。

【００３２】この環状スリット１１に配置する下部リン
グシール材１４は、弾性材料からなる一対の外周側リン
グシール材１５と内周側リングシール材１６とで構成す
る。外周側リングシール材１５は、円筒部１５ａと、円
筒部１５ａの一方端部における円筒部頂面１５ｂから径
方向内側に伸びたリング状リップ部１５ｃとからなり、
円筒部１５ａの基部１５ｄを環状スリット１１内の外周
端の環状溝１２に嵌入せしめている。

【００３３】円筒部１５ａの外周側の頂縁部１５ｅにお
ける形状・寸法は、ローター２を組み立てた状態で、ベ
ーン５の横シール材５ａおよびセグメント６の縦シール
材６ａのそれぞれの内周側の底縁部と適切な接触面圧を
もって重なり合うように定める。

【００３４】他方、内周側リングシール材１６は、円筒
部１６ａと、円筒部１６ａの一方端部における円筒部頂
面１６ｂから径方向外側に伸びたリング状リップ部１６
ｃとからなり、円筒部１６ａの基部１６ｄを環状スリッ
ト１１内の内周端の環状溝１３に嵌入せしめている。

【００３５】リングシール材の円筒部１５ａ、１６ａの
高さ方向の寸法は、これらを溝１２、１３にそれぞれ嵌
入した状態において、円筒部１５ａ、１６ａの円筒部頂
面１５ｂ、１６ｂがスラスト軸受部材４ｂの頂面よりも
適当量だけ僅かに突出しているように定める。

【００３６】各リング状リップ部１５ｃ、１６ｃは、自
由形状においては、その頂面がリングシール材の円筒部
１５ａ、１６ａの円筒部頂面１５ｂ、１６ｂに対して上
方に適当な角度αをもっており、かつ、各円筒部１５
ａ、１６ａの頂端面１５ｂ、１６ｂと各リング状リップ
部１５ｃ、１６ｃとの境界には、リング状の油溝１５
ｆ、１６ｆをそれぞれ設ける。

【００３７】各リング状リップ部１５ｃ、１６ｃには、
その先端部にリング状接触面１５ｇ、１６ｇをそれぞれ
形成し、リング状接触面１５ｇ、１６ｇをローター２の
組み立て後においてローター下部端面２ｅとの間のシー
ル面１５ｉ、１６ｉとし、各円筒部１５ａ、１６ａの円
筒部頂面１５ｂ、１６ｂをシール面１５ｈ、１６ｈとす
る。

【００３８】これら外周側リングシール材１５と内周側
リングシール材１６は、これらを環状スリット１１内の
環状溝１２、１３にそれぞれ装着した状態において、各
リングシール材１５、１６のリング状リップ部１５ｃ、
１６ｃの先端間に適当な間隙があるように配置し、かつ
外周側リングシール材１５と内周側リングシール材１６
と環状スリット１１との間に漏油空間１７を設ける。

【００３９】以下、上記した構成における作用を説明す
る。外周側と内周側の各リングシール材１５、１６を環
状スリット１１内の外周端と内周端の各環状溝１２、１
３に先ず初期装着し、それからローター２をスラスト軸
受部材４ｂの上に載せて組み立てる。この状態で、外周
側と内周側のリングシール材１５、１６の各円筒部１５
ａ、１６ａにおいてスラスト軸受部材４ｂの頂面より適
当量だけ僅かに突出していた部分がローター下部端面２
ｅに当接して弾性圧縮されることで、その円筒部頂面１
５ｂ、１６ｂが適当な摺接面圧をもってシール面１５
ｈ、１６ｈを形成する。

【００４０】同時に、外周側リングシール材１５の円筒
部１５ａの外周頂縁部１５ｅは、ベーン５の横シール材
５ａおよびセグメント６の縦シール材６ａのそれぞれの
内周側の底縁部と適正な接触面圧をもって重なり合い、
外周頂縁部１５ｅのシール面１５ｊを形成する。

【００４１】各リング状リップ部１５ｃ、１６ｃにおい
て角度αもってスラスト軸受部材４ｂの頂面より突出し
ていた部分も、ローター下部端面２ｅに当接して弾性圧
縮されて角度を減じ、リング状リップ部１５ｃ、１６ｃ
のリング状接触面１５ｇ、１６ｇがローター下部端面２
ｅと適当な面圧をもって摺接し、シール面１５ｉ、１６
ｉをそれぞれ形成する。

【００４２】上述の装着状態において、外周側リングシ
ール材１５は、その外周頂縁部１５ｅが外周面側から内
周面側に向けて各油室の作動油圧の変化に伴って反復的
に押圧されることになり、高圧状態の油室、例えば７ａ
と７ｃ（あるいは７ｂと７ｄ）に対応する部位において
は、高圧の作動油がローター２に摺接する外周側リング
シール材１５の円筒部１５ａによるシール面１５ｈとリ
ング状リップ部１５ｃによるシール面１５ｉにおいて漏
油空間１７に漏洩する。

【００４３】しかし、この漏油が漏油空間１７に溜まる
と漏油空間１７の圧力が高まることになり、この圧力が
内周側リングシール材１６のリング状リップ部１６ｃお
よび外周側リングシール材１５のリング状リップ部１５
ｃをそれぞれ全周にわたってローター下部端面２ｅに向
って押し付けるように作用するので、この高圧油室から
の漏油が内周側リングシール材１６のシール面１６ｉ、
１６ｈにおいて軸側に漏洩することを防ぐことができる
とともに、他方、低圧状態の油室、例えば７ｂと７ｄ
（あるいは７ａと７ｃ）に対応する部位においては、高
圧状態の油室から漏油空間１７内に漏洩した油が低圧状
態の油室内に漏洩することを防げる。

【００４４】また、外周側リングシール材１５の円筒部
１５ａの外周頂縁部１５ｅがベーン５の横シール材５ａ
およびセグメント６の縦シール材６ａと重ねて配置され
ていることにより、この縁部を通って高圧油室の作動油
が低圧油室へ漏洩することを防げる。

【００４５】外周側および内周側リングシール材１５、
１６の円筒部シール面１５ｈ、１６ｈおよびリング状リ
ップ部シール面１５ｉ、１６ｉは、それぞれ油室７ａ、
７ｂ、７ｃ、７ｄ、漏油空間１７、あるいは油溝１５
ｆ、１６ｆに接して常に油雰囲気の中にあるので、これ
らシール面１５ｈ、１６ｈ、１５ｉ、１６ｉにおけるロ
ーター下部端面２ｅとの摺接に対する潤滑が確保され
る。

【００４６】次に、ローター２の上部に配置する上部リ
ングシール材１８については、上記の下部リングシール
材１４の実施の形態において説明したものと同様であ
り、相違する点は、環状スリット１１をカバー３の下面
に設けること、上部リングシール材１８を環状スリット
１１に初期装着したときにおける上部リングシール材１
８の突出部分が、カバー３をローター２の上に組み立て
る際にカバー３とローター上部端面２ｄとの間で弾性圧
縮されることにあり、他の構成的および作用的なものは
下部リングシール材１４の場合と全く同様であるので説
明を省略する。

【００４７】図８〜図１１は、本発明の他の実施の形態
を示すものである。ハウジング１のボス部１ａの表面に
環状スリット２１を形成し、環状スリット２１内の外周
端に環状溝１２を形成し、内周端に環状リセス２２を形
成する。環状スリット２１内に配置する下部リングシー
ル材２３は、弾性材料からなる外周側リングシール材１
５と内周側リングシール材２４とで構成する。

【００４８】外周側リングシール材１５の構成は、先の
実施の形態において説明したものと全く同じであるた
め、同一番号を付して、説明を省略する。内周側リング
シール材２４は、断面が円形をなす環状のシール材で、
環状スリット２１内の内周端の環状リセス２２に配置す
る。内周側リングシール材２４の直径の大きさは、これ
を環状リセス２２内に自由装着したとき、頂点がスラス
ト軸受部材４ｂの頂面よりも適当量だけ僅かに突出する
ように定める。

【００４９】なお、内周側リングシール材２４が外周側
から圧力を受けて、ローター下部端面２ｅとハウジング
ボス部１ａとの間の間隙に食い込むことを防止するため
に、内周側リングシール材２４と環状スリット２１の内
周端側面との間に必要に応じてバックアップリング２５
を介在せしめる。

【００５０】外周側リングシール材１５と内周側リング
シール材２４を環状スリット２１内にそれぞれ装着した
状態において、両リングシール材１５、２４と環状スリ
ット２１との間に漏油空間２６が形成されるようにす
る。

【００５１】以下、上記した構成における作用を説明す
る。外周側リングシール材１５と内周側リングシール材
２４を環状スリット２１内に先ず初期装着し、ローター
２をスラスト軸受部材４ｂの上に乗せて組み立てる。こ
の状態で、外周側リングシール材１５については先の実
施の形態において説明した状態を生じ、内周側リングシ
ール材２４においては、スラスト軸受部材４ｂの頂面よ
り適当量だけ僅かに突出していた部分がローター下部端
面２ｅに当接して弾性圧縮され、その頂端面２４ａが適
当な摺接面圧をもってシール面２４ｂを形成する。

【００５２】上述の構成により、外周側リングシール材
１５は、その外周頂縁部１５ｅが外周面側から内周面側
に向けて各油室の作動油圧の変化に伴って反復的に押圧
されることになり、高圧状態の油室、例えば７ａと７ｃ
（あるいは７ｂと７ｄ）に対応する部位においては、高
圧の作動油がローター２に摺接する外周側リングシール
材１５の円筒部シール面１５ｈとリング状リップ部シー
ル面１５ｉにおいて漏油空間２６に漏洩する。この場
合、漏油空間２６は内周側リングシール材２４によって
全周にわたって軸側に対する漏洩が妨げられているの
で、高圧油室からの漏油が漏油空間２６に溜まると漏油
空間２６の圧力が高まることになる。

【００５３】この圧力が、外周側リングシール材１５の
リング状リップ部１５ｃを全周にわたってローター下部
端面２ｅに向かって裏から押し付けるように作用するた
め、高圧油室から漏油空間２６内に漏洩した漏油が低圧
状態の油室、例えば７ｂと７ｄ（あるいは７ａと７ｃ）
に対応する部位において、低圧状態の油室に漏洩するこ
とを防げる。

【００５４】内周側リングシール材２４も常に漏油空間
２６に接しており、外周側リングシール材１５の場合と
同じく常に油雰囲気の中にあるので、ローター下部端面
２ｅとの摺接に対する潤滑が確保できる。

【００５５】ローター２の上部に配置する上部リングシ
ール材も構成的、作用的に同様であり、その説明は省略
する。図１２〜図１３は、本発明のさらに他の実施の形
態を示すものである。図１２〜図１３において、ハウジ
ング１はボス部１ａの表面に環状スリット３１を形成し
ており、環状スリット３１の底部外周端に位置して環状
溝１２を形成する。この環状スリット３１に弾性材料か
らなる外周側リングシール材１５を装着する。

【００５６】外周側リングシール材１５の構成は、先の
実施の形態において説明したものと同じであるので、同
一番号を付して説明を省略する。外周側リングシール材
１５を環状スリット３１の内部に装着した状態におい
て、外周側リングシール材１５と環状スリット３１との
間に漏油空間３２が形成される。ラジアル軸受部材４ａ
の大気に通じる側において、ローター２の下部軸部２ａ
とハウジング１のボス部１ａとの間の環状間隙の部位に
Ｏリング軸封装置３３を設ける。

【００５７】以下、上記した構成における作用を説明す
る。外周側リングシール材１５を環状スリット３１内に
先ず初期装着し、ローター２をスラスト軸受部材４ｂの
上に乗せて組み立てる。この状態で、外周側リングシー
ル材１５については先の第１の実施の形態において説明
した状態を生じる。

【００５８】上述の構成により、外周側リングシール材
１５は、その外周頂縁部１５ｅが外周面側から内周面側
に向けて各油室７ａ（７ｂ、７ｃ、７ｄ）の作動油圧の
変化に伴って反復的に押圧されることになり、高圧状態
の油室、例えば７ａと７ｃ（あるいは７ｂと７ｄ）に対
応する部位においては、高圧の作動油がローター２に摺
接する外周側リングシール材１５の円筒部シール面１５
ｈとリング状リップ部シール面１５ｉにおいて漏油空間
３２に漏洩する。

【００５９】この場合、漏油空間３２は、ローター２の
下部軸部２ａの大気に通じる部位に設けたＯリング軸封
装置３３によって、全周にわたって漏洩が妨げられるの
で、高圧油室からの漏油が漏油空間３２に溜まると、漏
油は漏油空間３２の圧力を高めることになる。この圧力
は外周側リングシール材１５のリング状リップ部１５ｃ
を全周にわたってローター下部端面２ｅに向かって裏か
ら押し付けるように作用するため、高圧油室から漏油空
間３２内に漏洩した漏油が低圧状態の油室、例えば７ｂ
と７ｄ（あるいは７ａと７ｃ）に対応する部位において
低圧状態の油室に漏洩するのを防げる。リングシール材
１５は漏油空間３２に接して常に油雰囲気の中にあるの
で、ローター下部端面２ｅとの摺接に対する潤滑が確保
できる。

【００６０】ローター２の上部に配置する上部リングシ
ール材については、図示を省略するがＯリング軸封装置
３３を上部のラジアル軸受部材４ｃの大気に通じる側に
おいて、ローター２の上部軸部２ｂとカバー３との間の
環状間隙の部位に設けることで、構成的、作用的に同様
であり、その説明は省略する。

【００６１】図１４は、本発明のさらに他の実施の形態
を示すものである。図１４において、ハウジング１のボ
ス部１ａの表面に環状スリット４１を形成し、この環状
スリット４１の底部に、外周側リングシール材１５を配
置する環状溝１２の内周側に位置して環状リセス４２を
形成する。

【００６２】この環状スリット４１の環状溝１２に弾性
材料からなる外周側リングシール材１５を装着するとと
もに、環状リセス４２に環状コイルスプリング４３を外
周側リングシール材１５の円筒部１５ａの内周側の側面
を径方向外側に向かって押し付けるように装着する。外
周側リングシール材１５の構成および作用は、先の実施
の形態において説明したものと同じであるので、同一番
号を付して説明を省略する。

【００６３】上述の構成により、高圧状態の油室に対応
する部位において、外周側リングシール材１５の円筒部
１５ａの外周側頂縁部１５ｅに油圧力が作用して円筒部
１５ａが径方向内周側に変位する量を環状コイルスプリ
ング４３によって抑制することができ、これによって円
筒部１５ａの外周側頂縁部１５ｅとベーン５に配置した
横シール材５ａあるいはセグメント６に配置した縦シー
ル材６ａのそれぞれの内周側下端縁５ｅ（あるいは６
ｃ）との重なり、すなわち両者間のシーリングをより確
実に維持できる。ローター２の上部に配置する上部リン
グシール材も構成的、作用的に同様であり、その説明は
省略する。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、下部
および上部リングシール材は、背面に油室の高圧油を導
くのを廃し得ながら作動油の漏洩を十分に抑制し、ロー
ターの作動に支障を来たさない適切なシール性を確保で
きる。また、リングシール材への潤滑も十分に確保でき
るので、従来のように、背面に油室の高圧油を導くこと
に起因するリングシール材の損傷という問題がなくな
り、長期間にわたって損傷のない、信頼性の高い作動が
可能なリングシール材を提供できるという卓越した効果
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるロータリーベーン
式舵取機を示す全体縦断面図である。

【図２】同ロータリーベーン式舵取機の全体鳥瞰図であ
る。

【図３】同ロータリーベーン式舵取機の全体水平断面図
である。

【図４】同ロータリーベーン式舵取機における下部リン
グシール材の装着状態を示す図で、ハウジングのセグメ
ントを含む半径方向縦断面である。

【図５】同下部リングシール材の装着状態を示す図で、
ローターのベーンを含む半径方向縦断面である。

【図６】同下部リングシール材の装着状態を示す図で、
油室を含む半径方向縦断面である。

【図７】同下部リングシール材の初期装着状態を示す図
で、半径方向縦断面（拡大）である。

【図８】本発明の他の実施の形態における下部リングシ
ール材の装着状態を示す図で、ハウジングのセグメント
を含む半径方向縦断面である。

【図９】同下部リングシール材の装着状態を示す図で、
ローターのベーンを含む半径方向縦断面である。

【図１０】同下部リングシール材の装着状態を示す図
で、油室を含む半径方向縦断面である。

【図１１】同下部リングシール材の初期装着状態を示す
図で、半径方向縦断面（拡大）である。

【図１２】本発明のさらに他の実施の形態における下部
リングシール材の装着状態を示す図で、油室を含む半径
方向縦断面である。

【図１３】同下部リングシール材の初期装着状態を示す
図で、半径方向縦断面（拡大）である。

【図１４】本発明のさらに他の実施の形態における下部
リングシール材の初期装着状態を示す図で、半径方向縦
断面（拡大）である。

【図１５】従来のロータリーベーン式舵取機を示す全体
縦断面図である。

【図１６】同全体鳥瞰図である。

【図１７】同全体水平断面図である。

【図１８】同下部リングシール材部分の構成を示す拡大
縦断面である。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ ボス部 １ｂ 油孔 ２ ローター ２ａ 下部軸部 ２ｂ 上部軸部 ２ｃ 内部貫通孔 ２ｄ 上部端面 ２ｅ 下部端面 ２ｆ バランス孔 ３ カバー ３ａ 上部リングシール用油孔 ４ａ ラジアル軸受部材（下） ４ｂ スラスト軸受部材 ４ｃ ラジアル軸受部材（上） ５ ベーン ５ａ 横シール材 ５ｂ 縦シール材 ５ｃ 横スリット ５ｄ 縦スリット ５ｅ 横シール材内周側下端縁 ６ セグメント ６ａ 縦シール材 ６ｂ 縦スリット ６ｃ 縦シール材内周側下端縁 ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 油室 ８ａ 上部リングシール材 ８ｂ 上部リングシール材用スリット ８ｃ 下部リングシール材 ８ｄ 下部リングシール材用スリット ８ｅ 上部リングシール材シール面 ８ｆ 下部リングシール材シール面 ９ａ 下部軸封装置 ９ｂ 上部軸封装置 １１ 環状スリット １２、１３ 環状溝 １４ 下部リングシール材 １５ 外周側リングシール材 １５ａ 円筒部 １５ｂ 円筒部頂面 １５ｃ リング状リップ部 １５ｄ 円筒部基部 １５ｅ 外周側頂縁部 １５ｆ 油溝 １５ｇ リング状接触面 １５ｈ 円筒部シール面 １５ｉ リング状リップ部シール面 １５ｊ 縁部シール面 １６ 内周側リングシール材 １６ａ 円筒部 １６ｂ 円筒部頂面 １６ｃ リング状リップ部 １６ｄ 円筒部基部 １６ｆ 油溝 １６ｇ リング状接触面 １６ｈ 円筒部シール面 １６ｉ リング状リップ部シール面 １７ 漏油空間 １８ 上部リングシール材 ２１ 環状スリット ２２ 環状リセス ２３ 下部リングシール材 ２４ 内周側リングシール材 ２４ａ 頂端面 ２４ｂ シール面 ２５ バックアップリング ２６ 漏油空間 ３１ 環状スリット ３２ 漏油空間 ３３ Ｏリング軸封装置 ４１ 環状スリット ４２ 環状リセス ４３ 環状コイルスプリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 舵軸に嵌合装着するローターと、ロータ
   ーを収納してローターの周囲に油室用空間を形成するハ
   ウジングと、ハウジングの上部開口に配置する環状のカ
   バーとを有し、ローターの外周面の周方向に沿った等間
   隔の位置に複数のベーンを配置し、ハウジングの内周面
   の周方向に沿った等間隔の位置に複数のセグメントを配
   置し、ベーンとセグメントによって前記油室用空間を複
   数の油室に区画するロータリーベーン式舵取機におい
   て、 ハウジングの底面およびカバーの下面に環状スリットを
   ローターの外周部に対向して形成し、環状スリットの底
   部に一対の環状溝を外周端および内周端の位置に形成
   し、環状スリットに外周側と内周側とで一対をなす弾性
   材料からなるリングシール材を配置し、外周側のリング
   シール材は、基部が外周端の環状溝に嵌入する円筒部と
   円筒部の一方端部から径方向内側に突出するリング状リ
   ップ部とからなり、ローター端面に摺接するシール面に
   環状の油溝を有し、内周側のリングシール材は、基部が
   内周端の環状溝に嵌入する円筒部と円筒部の一方端部か
   ら径方向外側に突出するリング状リップ部とからなり、
   ローター端面に摺接するシール面に環状の油溝を有し、
   外周側と内周側のリングシール材を環状スリット内に配
   置した状態において、外周側のリングシール材の円筒部
   の外周縁部がベーンに配置した横シール材およびセグメ
   ントに配置した縦シール材のそれぞれの内周側縁部と重
   なり、両リングシール材のリング状リップ部の先端間に
   適当な間隙を有し、かつ両リングシール材と環状スリッ
   トの底部との間に漏油空間が形成されることを特徴とす
   るロータリーベーン式舵取機のリングシール構造。
2. 【請求項２】 舵軸に嵌合装着するローターと、ロータ
   ーを収納してローターの周囲に油室用空間を形成するハ
   ウジングと、ハウジングの上部開口に配置する環状のカ
   バーとを有し、ローターの外周面の周方向に沿った等間
   隔の位置に複数のベーンを配置し、ハウジングの内周面
   の周方向に沿った等間隔の位置に複数のセグメントを配
   置し、ベーンとセグメントによって前記油室用空間を複
   数の油室に区画するロータリーベーン式舵取機におい
   て、 ハウジングの底面およびカバーの下面に環状スリットを
   ローターの外周部に対向して形成し、環状スリットの底
   部に環状溝を外周端の位置に形成し、環状スリットの底
   部に環状リセスを内周端の位置に形成し、環状スリット
   に外周側と内周側とで一対をなす弾性材料からなるリン
   グシール材を配置し、外周側のリングシール材は、基部
   が外周端の環状溝に嵌入する円筒部と円筒部の一方端部
   から径方向内側に突出するリング状リップ部とからな
   り、ローター端面に摺接するシール面に環状の油溝を有
   し、環状リセスに配置する内周側のリングシール材は断
   面が円形をなし、外周側と内周側のリングシール材を環
   状スリット内に配置した状態において、外周側のリング
   シール材の円筒部の外周縁部がベーンに配置した横シー
   ル材およびセグメントに配置した縦シール材のそれぞれ
   の内周側縁部と重なり、外周側のリングシール材におけ
   るリング状リップ部の先端と内周側のリングシール材と
   の間に適当な間隙を有し、かつ両リングシール材と環状
   スリットの底部との間に漏油空間が形成されることを特
   徴とするロータリーベーン式舵取機のリングシール構
   造。
3. 【請求項３】 舵軸に嵌合するローターと、ローターを
   収納してローターの周囲に油室用空間を形成するハウジ
   ングと、ハウジングの上部開口に配置する環状のカバー
   とを有し、ローターの外周面の周方向に沿った等間隔の
   位置に複数のベーンを配置し、ハウジングの内周面の周
   方向に沿った等間隔の位置に複数のセグメントを配置
   し、ベーンとセグメントによって前記油室用空間を複数
   の油室に区画するロータリーベーン式舵取機において、 ハウジングの底面およびカバーの下面に環状スリットを
   ローターの外周部に対向して形成し、環状スリットの底
   部の外周端の位置に環状溝を形成し、環状スリットに弾
   性材料からなる外周側リングシール材を配置し、外周側
   リングシール材は基部が環状溝に嵌入する円筒部と円筒
   部の一方端部から径方向内側に突出するリング状リップ
   部とからなり、ローター端面に摺接するシール面に環状
   の油溝を有し、外周側リングシール材を環状スリット内
   に配置した状態において、外周側リングシール材の円筒
   部の外周縁部がベーンに配置した横シール材およびセグ
   メントに配置した縦シール材のそれぞれの内周側縁部と
   重なり、外周側リングシール材と環状スリットの底部と
   の間に漏油空間が形成されるようにし、かつ上下のラジ
   アル軸受部材の大気に通じる側においてローターの下部
   軸部および上部軸部とハウジングのボス部およびカバー
   との間の環状間隙の部位にそれぞれＯリング軸封装置を
   設けたことを特徴とするロータリーベーン式舵取機のリ
   ングシール構造。
4. 【請求項４】 環状スリットの底部に、外周側リングシ
   ール材を配置する環状溝の内周側に位置して環状リセス
   を形成し、環状リセスに外周側リングシール材の円筒部
   の内周側の側面を径方向外側に向かって押し付けるよう
   に環状コイルスプリングを配置することを特徴とする請
   求項１〜３の何れか１項に記載のロータリーベーン式舵
   取機のリングシール構造。