JP5826164B2 - Steering machine - Google Patents

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Description

本発明は、舵取り機に関するものである。   The present invention relates to a steering machine.

船舶の舵を動かす舵取り機は、油圧式のものがあるが、油圧式舵取り機は、電力を油圧に変換するため、エネルギー効率が悪化したり、作動油が外部に漏れて海洋汚染を引き起こす可能性がある。
そこで、例えば特許文献1のように、舵軸に固定された旋回環を、ピニオンを介して電動機によって直接回転させる技術が提案されている。これにより、油圧を使用しないで舵を動かすことができ、油による海洋汚染を防止できる。
There are hydraulic steerers that move the ship's rudder, but hydraulic steerers convert power into hydraulic pressure, which can reduce energy efficiency or cause hydraulic oil to leak outside and cause marine pollution. There is sex.
Therefore, for example, as in Patent Document 1, a technique for directly rotating a turning ring fixed to a rudder shaft by a motor via a pinion has been proposed. Thereby, the rudder can be moved without using hydraulic pressure, and marine pollution due to oil can be prevented.

特開2007−8189号公報JP 2007-8189 A

しかし、歯車(ピニオン)を用いて電動機の駆動力を舵軸に伝達する歯車式の舵取り機では、舵軸から過大な動荷重が入力すると、歯車機構に損傷が生じたりするおそれがある。   However, in a gear-type steering machine that uses a gear (pinion) to transmit the driving force of the electric motor to the rudder shaft, if an excessive dynamic load is input from the rudder shaft, the gear mechanism may be damaged.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、舵軸の動的な挙動による損傷を防止することが可能な舵取り機を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the steering machine which can prevent the damage by the dynamic behavior of a rudder axle.

上記課題を解決するために、本発明の舵取り機は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る舵取り機は、舵軸と、前記舵軸の端部に固定された舵軸歯車と、前記舵軸と同一軸線を有して設けられるとともに船体側に固定された固定軸の端部に固定された固定軸歯車と、前記固定軸の周りに回転可能に設置され、外周にキャリア歯車が設けられたキャリアと、前記キャリア歯車に駆動力を伝達し該キャリアを前記固定軸の周りに回転させる駆動歯車と、前記駆動歯車を駆動する電動機とを備え、前記キャリアが、複数の遊星軸を有し、前記複数の遊星軸の各々が、前記固定軸歯車とかみ合う第1遊星歯車と、前記舵軸歯車とかみ合う第2遊星歯車を回転自在に支持し、前記舵軸は、軸線方向に対して垂直方向又は斜め方向に移動可能なクラッチ機構を有する。
In order to solve the above problems, the steering machine of the present invention employs the following means.
That is, a steering machine according to the present invention includes a rudder shaft, a rudder shaft gear fixed to the end of the rudder shaft, a fixed shaft that is provided with the same axis as the rudder shaft and is fixed to the hull side. A fixed shaft gear fixed to the end of the fixed shaft, a carrier rotatably installed around the fixed shaft, a carrier gear provided on the outer periphery, and a driving force transmitted to the carrier gear to transfer the carrier to the fixed shaft A first planetary gear that includes a drive gear that rotates around the motor and an electric motor that drives the drive gear , wherein the carrier has a plurality of planetary shafts, and each of the plurality of planetary shafts meshes with the fixed shaft gear. A gear and a second planetary gear that meshes with the rudder shaft gear are rotatably supported, and the rudder shaft has a clutch mechanism that can move in a direction perpendicular to or oblique to the axial direction.

この構成によれば、舵軸に必要以上の荷重が入力した際、クラッチ機構が滑るため、舵軸から歯車機構への力の伝達を低減できる。その結果、舵軸の動的な挙動による歯車機構の損傷を防止できる。   According to this configuration, when a load more than necessary is input to the rudder shaft, the clutch mechanism slips, so that transmission of force from the rudder shaft to the gear mechanism can be reduced. As a result, the gear mechanism can be prevented from being damaged by the dynamic behavior of the rudder shaft.

本発明に係る舵取り機は、舵軸と、前記舵軸の端部に固定された舵軸歯車と、前記舵軸と同一軸線を有して設けられるとともに船体側に固定された固定軸の端部に固定された固定軸歯車と、前記固定軸の周りに回転可能に設置され、外周にキャリア歯車が設けられたキャリアと、前記キャリア歯車に駆動力を伝達し該キャリアを前記固定軸の周りに回転させる駆動歯車と、前記駆動歯車を駆動する電動機と、前記舵軸周りに設置され、前記舵軸の軸線周りの回転を緩衝するダンパーとを備え、前記キャリアが、複数の遊星軸を有し、前記複数の遊星軸の各々が、前記固定軸歯車とかみ合う第1遊星歯車と、前記舵軸歯車とかみ合う第2遊星歯車を回転自在に支持するThe steering machine according to the present invention includes a rudder shaft, a rudder shaft gear fixed to the end of the rudder shaft, an end of a fixed shaft that is provided on the same side as the rudder shaft and is fixed to the hull side. A fixed shaft gear fixed to the portion, a carrier rotatably installed around the fixed shaft, a carrier gear provided on the outer periphery, a driving force transmitted to the carrier gear and the carrier around the fixed shaft A drive gear that rotates the drive gear, a motor that drives the drive gear, and a damper that is installed around the rudder shaft and cushions rotation about the axis of the rudder shaft, and the carrier has a plurality of planetary shafts. Each of the plurality of planetary shafts rotatably supports a first planetary gear that meshes with the fixed shaft gear and a second planetary gear that meshes with the rudder shaft gear .

この構成によれば、ダンパーが舵軸周りの回転を緩衝するため、舵軸の急激な回転方向の変化によって歯車機構に入力する動荷重の影響を緩和できる。   According to this configuration, since the damper cushions the rotation around the rudder shaft, the influence of the dynamic load input to the gear mechanism can be reduced by a sudden change in the rotation direction of the rudder shaft.

本発明によれば、舵軸の動的な挙動による損傷を防止することができる。   According to the present invention, damage due to the dynamic behavior of the rudder shaft can be prevented.

本発明の第1実施形態に係る舵取り機を示す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the steering machine which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1のA−A線で切断した横断面図である。It is the cross-sectional view cut | disconnected by the AA line of FIG. 図1のB−B線で切断した横断面図である。It is the cross-sectional view cut | disconnected by the BB line of FIG. 本発明の第2実施形態に係る舵取り機を示す部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the steering machine which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る舵取り機のダンパーの第1実施例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the 1st Example of the damper of the steering machine which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る舵取り機のダンパーの第2実施例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the 2nd Example of the damper of the steering machine which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態に係る舵取り機100について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る舵取り機100は、図1に示されるように、船舶の舵(不図示)を、舵に連結された舵軸1を介して駆動する装置である。舵取り機100は、舵軸1と、舵軸歯車2と、固定軸3と、固定軸歯車4と、キャリア5と、駆動装置6とを備える。また、本実施形態に係る船舶は、内燃機関(不図示)によって駆動されるスクリューによって推進力を得て推進するものである。そして、本実施形態に係る船舶には、舵取り機100が船体に固定されており、舵取り機100によって舵を操作することにより、船舶の進行方向を任意に制御することができる。
[First Embodiment]
Hereinafter, a steering machine 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the steering machine 100 according to the present embodiment is a device that drives a rudder (not shown) of a ship via a rudder shaft 1 connected to the rudder. The steering machine 100 includes a rudder shaft 1, a rudder shaft gear 2, a fixed shaft 3, a fixed shaft gear 4, a carrier 5, and a drive device 6. Further, the ship according to the present embodiment is propelled by obtaining a propulsive force by a screw driven by an internal combustion engine (not shown). And in the ship which concerns on this embodiment, the steering machine 100 is being fixed to the hull, By operating the rudder by the steering machine 100, the advancing direction of a ship can be controlled arbitrarily.

舵軸1は、鉛直方向の中心軸Cに沿って配置される円筒状の部材であり、下端部には舵が連結されている。また、舵軸1の上端部には舵軸歯車2(大歯車)が固定されている。舵軸歯車2は、例えば、ボルト等によって舵軸1と締結されており、舵軸歯車2が回転すると舵軸歯車2に固定された舵軸1も回転する。従って、舵軸歯車2が回転することによって、舵軸1に連結された舵が中心軸Cを中心に回転する。舵軸1には、舵軸1の直径よりも径の大きいフランジ部1aが設けられており、舵軸1と一体となって回転する。   The rudder shaft 1 is a cylindrical member disposed along the central axis C in the vertical direction, and a rudder is coupled to the lower end portion. A rudder shaft gear 2 (large gear) is fixed to the upper end portion of the rudder shaft 1. The rudder shaft gear 2 is fastened to the rudder shaft 1 by, for example, a bolt or the like, and when the rudder shaft gear 2 rotates, the rudder shaft 1 fixed to the rudder shaft gear 2 also rotates. Therefore, as the rudder shaft gear 2 rotates, the rudder connected to the rudder shaft 1 rotates about the central axis C. The rudder shaft 1 is provided with a flange portion 1a having a diameter larger than that of the rudder shaft 1, and rotates integrally with the rudder shaft 1.

舵軸1は、図1に示すように、軸上にクラッチ機構40が設けられる。クラッチ機構40は、舵軸1の軸線方向に対して垂直方向又は斜め方向に移動可能である。クラッチ機構40は、例えばディスククラッチであるが、本発明はこの例に限定されない。
これにより、舵軸1に必要以上の荷重が入力した際、クラッチ機構40が滑るため、舵軸1から歯車機構への力の伝達を低減できる。その結果、舵軸1の動的な挙動による歯車機構の損傷を防止できる。
As shown in FIG. 1, the rudder shaft 1 is provided with a clutch mechanism 40 on the shaft. The clutch mechanism 40 is movable in the vertical direction or the oblique direction with respect to the axial direction of the rudder shaft 1. The clutch mechanism 40 is, for example, a disk clutch, but the present invention is not limited to this example.
Thereby, when a load more than necessary is input to the rudder shaft 1, the clutch mechanism 40 slips, so that transmission of force from the rudder shaft 1 to the gear mechanism can be reduced. As a result, damage to the gear mechanism due to the dynamic behavior of the rudder shaft 1 can be prevented.

以下、図1〜図3を参照して、舵取り機100について詳細に説明する。
舵軸支持機構18は、舵軸受15と、支持軸16と、座台17とを備える。
支持軸16は、舵軸1と同一軸線を有して設けられる筒状の部材であり、下端部は船体側である座台17に対してボルト等の締結部材によって固定されている。また、支持軸16の上面とフランジ部1aの下面の間には、舵軸1の軸方向の荷重を支持する舵軸受15が配置されている。舵軸受15は、支持軸16の上面の外周端部に固定されており、フランジ部1aの下面と接している。舵軸1の荷重は、舵軸受15を介して船体側の座台に固定された支持軸16に伝達される。
The steering machine 100 will be described in detail below with reference to FIGS.
The rudder shaft support mechanism 18 includes a rudder bearing 15, a support shaft 16, and a seat 17.
The support shaft 16 is a cylindrical member provided with the same axis as the rudder shaft 1, and a lower end portion thereof is fixed to a seat 17 on the hull side by a fastening member such as a bolt. A rudder bearing 15 that supports the load in the axial direction of the rudder shaft 1 is disposed between the upper surface of the support shaft 16 and the lower surface of the flange portion 1a. The rudder bearing 15 is fixed to the outer peripheral end portion of the upper surface of the support shaft 16, and is in contact with the lower surface of the flange portion 1a. The load of the rudder shaft 1 is transmitted to the support shaft 16 fixed to the seat on the hull side via the rudder bearing 15.

固定軸3は、舵軸1と同一軸線を有して設けられる筒状の部材であり、下端部は、船体側である座台7に対してボルト等の締結部材によって固定されている。また、固定軸3の上端部には、固定軸歯車4がボルト等の締結部材によって固定されている。固定軸3の内周の径は、舵軸1の外周の径よりも大きい。   The fixed shaft 3 is a cylindrical member provided with the same axis as the rudder shaft 1, and the lower end portion is fixed to a seat 7 on the hull side by a fastening member such as a bolt. A fixed shaft gear 4 is fixed to the upper end portion of the fixed shaft 3 by a fastening member such as a bolt. The inner diameter of the fixed shaft 3 is larger than the outer diameter of the rudder shaft 1.

固定軸3の外面には、キャリア5の荷重を支持するキャリア軸受8の内輪内面が、圧入状態で嵌合している。また、固定軸3の外面には、環状部材9の内面が圧入状態で嵌合しており、環状部材9はキャリア軸受8の下方に配置されている。環状部材9の下端は座台7によって支持されており、環状部材9の上端はキャリア軸受8の内輪下面と接している。   The inner surface of the inner ring of the carrier bearing 8 that supports the load of the carrier 5 is fitted to the outer surface of the fixed shaft 3 in a press-fit state. Further, the inner surface of the annular member 9 is fitted into the outer surface of the fixed shaft 3 in a press-fit state, and the annular member 9 is disposed below the carrier bearing 8. The lower end of the annular member 9 is supported by the seat 7, and the upper end of the annular member 9 is in contact with the lower surface of the inner ring of the carrier bearing 8.

キャリア軸受8の外輪外面は、キャリア5に設けられた段部5aに圧入状態で嵌合している。キャリア軸受8は、転がり軸受であり、前述したように、内輪内面が固定軸3の外面に圧入状態で嵌合している。従って、キャリア5は、固定軸3の周りに回転可能に設置されている。   The outer surface of the outer ring of the carrier bearing 8 is fitted in a stepped portion 5 a provided on the carrier 5 in a press-fitted state. The carrier bearing 8 is a rolling bearing, and as described above, the inner surface of the inner ring is fitted into the outer surface of the fixed shaft 3 in a press-fit state. Therefore, the carrier 5 is rotatably installed around the fixed shaft 3.

キャリア軸受8の外輪上面には、段部5aを介してキャリア5の荷重がかかっている。キャリア軸受8の外輪上面にかかったキャリア5の荷重は、キャリア軸受8の内輪下面を介して環状部材9に伝達される。このように、キャリア軸受8は、キャリア5の荷重を支持するとともに、キャリア5を固定軸3の周りに回転可能に設置するという機能を備える。   A load of the carrier 5 is applied to the upper surface of the outer ring of the carrier bearing 8 via a step portion 5a. The load of the carrier 5 applied to the upper surface of the outer ring of the carrier bearing 8 is transmitted to the annular member 9 via the lower surface of the inner ring of the carrier bearing 8. Thus, the carrier bearing 8 has a function of supporting the load of the carrier 5 and installing the carrier 5 around the fixed shaft 3 so as to be rotatable.

キャリア5は、中心軸C方向の断面形状が円形の部材であり、固定軸3の周りに回転可能に設置されている。キャリア5は、段部5aの半径方向外方の外周面に、キャリア歯車5bが設けられている。キャリア歯車5bは、キャリア5の外周面を加工することによって設けられたものである。   The carrier 5 is a member having a circular cross-sectional shape in the direction of the central axis C, and is rotatably installed around the fixed shaft 3. The carrier 5 is provided with a carrier gear 5b on the outer circumferential surface on the radially outer side of the stepped portion 5a. The carrier gear 5 b is provided by processing the outer peripheral surface of the carrier 5.

キャリア歯車5bには駆動源6aに駆動軸6bを介して連結されている駆動歯車6cが噛み合っている。駆動源6aは、電動モータと減速機によって構成され、駆動軸6bを介して駆動歯車6cを回転させる。駆動歯車6cは、キャリア歯車5bに駆動力を伝達しキャリア5を固定軸3の周りに回転させる。駆動源6aは、駆動歯車6cを駆動してキャリア歯車5bに駆動力を伝達する。駆動源6aは、固定軸3が設置される座台7に設置されている。   The carrier gear 5b meshes with a drive gear 6c connected to a drive source 6a via a drive shaft 6b. The drive source 6a is constituted by an electric motor and a speed reducer, and rotates the drive gear 6c via the drive shaft 6b. The driving gear 6 c transmits driving force to the carrier gear 5 b and rotates the carrier 5 around the fixed shaft 3. The driving source 6a drives the driving gear 6c to transmit the driving force to the carrier gear 5b. The drive source 6a is installed on a seat 7 on which the fixed shaft 3 is installed.

キャリア5は、4本の遊星軸30a,30b,30c(不図示),30d(不図示)を有する。図1は舵取り機100の部分縦断面図であるため、遊星軸30aと遊星軸30bが示されている。遊星軸30aは、上端と下端がそれぞれキャリア5に固定されている軸状部材である。遊星軸30aには、内輪が圧入状態で嵌合した2つの転がり軸受(不図示)が設置されており、遊星歯車10a及び遊星歯車20aが2つの転がり軸受の外輪に圧入状態で嵌合している。このようにして、遊星軸30aが、固定軸歯車4と噛み合う遊星歯車10a(第1遊星歯車)と、舵軸歯車2と噛み合う遊星歯車20a(第2遊星歯車)を回転自在に支持している。   The carrier 5 has four planetary shafts 30a, 30b, 30c (not shown), 30d (not shown). Since FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of the steering machine 100, the planetary shaft 30a and the planetary shaft 30b are shown. The planetary shaft 30a is a shaft-like member whose upper end and lower end are fixed to the carrier 5, respectively. The planetary shaft 30a is provided with two rolling bearings (not shown) in which the inner ring is fitted in a press-fit state, and the planetary gear 10a and the planetary gear 20a are fitted in the outer ring of the two rolling bearings in a press-fit state. Yes. In this way, the planetary shaft 30a rotatably supports the planetary gear 10a (first planetary gear) that meshes with the fixed shaft gear 4 and the planetary gear 20a (second planetary gear) that meshes with the rudder shaft gear 2. .

同様に、遊星軸30bは、遊星歯車10bと遊星歯車20bを回転自在に支持している。同様に、遊星軸30cは、遊星歯車10c(不図示)と遊星歯車20c(不図示)を回転自在に支持している。同様に、遊星軸30dは、遊星歯車10d(不図示)と遊星歯車20d(不図示)を回転自在に支持している。遊星歯車10a〜10d(第1遊星歯車)は固定軸歯車4と噛み合っており、遊星歯車20a〜20dは舵軸歯車2と噛み合っている。   Similarly, the planetary shaft 30b rotatably supports the planetary gear 10b and the planetary gear 20b. Similarly, the planetary shaft 30c rotatably supports the planetary gear 10c (not shown) and the planetary gear 20c (not shown). Similarly, the planetary shaft 30d rotatably supports the planetary gear 10d (not shown) and the planetary gear 20d (not shown). The planetary gears 10 a to 10 d (first planetary gears) mesh with the fixed shaft gear 4, and the planetary gears 20 a to 20 d mesh with the rudder shaft gear 2.

図2は、図1に示される舵取り機100のA−A矢視横断面図である。図2に示されるように、遊星歯車20a〜20dは、舵軸歯車2の円周方向の4箇所に、それぞれ90°ずつの間隔を空けて、舵軸歯車2と噛み合うように配置されている。遊星歯車20は、キャリア5が固定軸3の周りを回転するのに従い、それぞれ90°ずつの間隔を維持したまま固定軸3に対して回転する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the steering machine 100 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the planetary gears 20 a to 20 d are arranged at four locations in the circumferential direction of the rudder shaft gear 2 so as to mesh with the rudder shaft gear 2 at intervals of 90 °. . As the carrier 5 rotates around the fixed shaft 3, the planetary gear 20 rotates with respect to the fixed shaft 3 while maintaining an interval of 90 °.

図3は、図1に示される舵取り機100のB−B矢視横断面図である。図3に示されるように、遊星歯車10a〜10dは、固定軸歯車4の円周方向の4箇所に、それぞれ90°ずつの間隔を空けて、固定軸歯車4と噛み合うように配置されている。遊星歯車10(遊星歯車10a〜10dの総称)は、キャリア5が固定軸3の周りを回転するのに従い、それぞれ90°ずつの間隔を維持したまま固定軸3に対して回転する。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the steering machine 100 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the planetary gears 10 a to 10 d are arranged at four positions in the circumferential direction of the fixed shaft gear 4 so as to mesh with the fixed shaft gear 4 with an interval of 90 °. . The planetary gear 10 (generic name of the planetary gears 10a to 10d) rotates with respect to the fixed shaft 3 while maintaining the interval of 90 ° as the carrier 5 rotates around the fixed shaft 3.

ここで、本実施形態において駆動歯車6cから舵軸歯車2に伝達される駆動力の速度比(減速比)について説明する。以下の説明においては、固定軸歯車4が遊星歯車10に噛み合う場合の、固定軸歯車4のモジュールと遊星歯車10のモジュールが等しいものとする。また、舵軸歯車2が遊星歯車20に噛み合う場合の、舵軸歯車2のモジュールと遊星歯車20のモジュールが等しいものとする。ここで、モジュールとは、ピッチ円直径を歯数で除した値のことをいう。   Here, the speed ratio (reduction ratio) of the driving force transmitted from the drive gear 6c to the rudder shaft gear 2 in the present embodiment will be described. In the following description, it is assumed that the module of the fixed shaft gear 4 and the module of the planetary gear 10 are the same when the fixed shaft gear 4 meshes with the planetary gear 10. Further, it is assumed that when the rudder shaft gear 2 meshes with the planetary gear 20, the module of the rudder shaft gear 2 and the module of the planetary gear 20 are the same. Here, the module means a value obtained by dividing the pitch circle diameter by the number of teeth.

本実施形態に係る舵取り機100は、以下の条件式を満たしている。
i0=(Zb・Zd)/(Za・Zd) (1)
i1=(1−i0)/i0 (2)
i2=Zf/Ze (3)
i3=i1・i2 (4)
Za+Zb=Zc+Zd (5)
Za≠Zd (6)
Zb≠Zc (7)
ここで、Za:固定軸歯車4の歯数、Zb:遊星歯車10の歯数、Zc:遊星歯車20の歯数、Zd:舵軸歯車2の歯数、Ze:駆動歯車6cの歯数、Zf:キャリア歯車5bの歯数、i1:キャリア5と舵軸1の速度比(減速比)、i2:駆動歯車6cとキャリア5の速度比(減速比)、i3:駆動歯車6cと舵軸1の速度比(減速比)である。
The steering machine 100 according to the present embodiment satisfies the following conditional expression.
i0 = (Zb · Zd) / (Za · Zd) (1)
i1 = (1-i0) / i0 (2)
i2 = Zf / Ze (3)
i3 = i1 · i2 (4)
Za + Zb = Zc + Zd (5)
Za ≠ Zd (6)
Zb ≠ Zc (7)
Here, Za: the number of teeth of the fixed shaft gear 4, Zb: the number of teeth of the planetary gear 10, Zc: the number of teeth of the planetary gear 20, Zd: the number of teeth of the rudder shaft gear 2, Ze: the number of teeth of the drive gear 6c, Zf: number of teeth of carrier gear 5b, i1: speed ratio (reduction ratio) of carrier 5 and rudder shaft 1, i2: speed ratio (reduction ratio) of drive gear 6c and carrier 5, i3: drive gear 6c and rudder shaft 1 The speed ratio (reduction ratio).

以上の条件式から明らかなように、駆動歯車6cと舵軸1の減速比は、固定軸歯車4の歯数Za、遊星歯車10の歯数Zb、遊星歯車20の歯数Zc、舵軸歯車2の歯数Zd、駆動歯車6cの歯数Ze、キャリア歯車5bの歯数Zfによって定まる。
なお、遊星歯車10の歯数は、それぞれ同一であり、Zbはその同一の歯数をいう。また、遊星歯車20の歯数は、それぞれ同一であり、Zcはその同一の歯数をいう。
As is clear from the above conditional expression, the reduction ratio between the drive gear 6c and the rudder shaft 1 is the number of teeth Za of the fixed shaft gear 4, the number of teeth Zb of the planetary gear 10, the number of teeth Zc of the planetary gear 20, the rudder shaft gear. 2 is determined by the number of teeth Zd, the number of teeth Ze of the drive gear 6c, and the number of teeth Zf of the carrier gear 5b.
Note that the number of teeth of the planetary gear 10 is the same, and Zb is the same number of teeth. The number of teeth of the planetary gear 20 is the same, and Zc is the same number of teeth.

条件式(5)は、舵軸1と固定軸3が同一軸線を有して設けられ、遊星歯車10と遊星歯車20が遊星軸30(遊星軸30a〜30dの総称)に支持されることを可能にする条件である。このような条件を満たすようにすることで、舵軸1と遊星軸30の軸間距離と、固定軸3と遊星軸30の軸間距離を等しくすることができる。   Conditional expression (5) indicates that the rudder shaft 1 and the fixed shaft 3 are provided with the same axis, and the planetary gear 10 and the planetary gear 20 are supported by the planetary shaft 30 (generic name of the planetary shafts 30a to 30d). This is a possible condition. By satisfying such a condition, the distance between the rudder shaft 1 and the planetary shaft 30 and the distance between the fixed shaft 3 and the planetary shaft 30 can be made equal.

条件式(6)及び(7)は、キャリア5が固定軸3周りに回転するのに応じて固定軸3に対して舵軸1を相対的に回転させるための条件である。条件式(6)及び(7)が共に満たされない場合、固定軸歯車4の歯数Zaと舵軸歯車2の歯数Zdが等しく、かつ、遊星歯車10の歯数Zbと遊星歯車20の歯数Zcが等しくなる。この場合、遊星歯車20は舵軸歯車2の周りを周方向に回転するものの、舵軸歯車2は固定軸歯車4に対して相対的に回転することはなく静止したままとなる。条件式(6)及び(7)を満たすようにすることで、キャリア5が固定軸3周りに回転するのに応じて固定軸3に対して舵軸1を相対的に回転させることができる。   Conditional expressions (6) and (7) are conditions for rotating the rudder shaft 1 relative to the fixed shaft 3 as the carrier 5 rotates around the fixed shaft 3. When both conditional expressions (6) and (7) are not satisfied, the number of teeth Za of the fixed shaft gear 4 and the number of teeth Zd of the rudder shaft gear 2 are equal, and the number of teeth Zb of the planetary gear 10 and the number of teeth of the planetary gear 20 The numbers Zc are equal. In this case, the planetary gear 20 rotates in the circumferential direction around the rudder shaft gear 2, but the rudder shaft gear 2 does not rotate relative to the fixed shaft gear 4 and remains stationary. By satisfying conditional expressions (6) and (7), the rudder shaft 1 can be rotated relative to the fixed shaft 3 as the carrier 5 rotates about the fixed shaft 3.

このように本実施形態係る舵取り機100によれば、駆動源6aによる駆動力が駆動歯車6cからキャリア歯車5bに伝達され、キャリア5が有する複数の遊星軸30によって支持される遊星歯車20から舵軸歯車2に駆動力が更に伝達される。このように駆動源6aの駆動力を2段階で舵軸1に伝達する構成にすることで、各歯車が小型化される、その結果、舵取り機100が小型化される。また、遊星歯車20が噛み合う舵軸歯車2の噛み合いピッチ円直径2r1と遊星歯車10が噛み合う固定軸歯車4の噛み合いピッチ円直径2r3とが異なるので、キャリア5が固定軸3周りに回転するのに応じて固定軸3に対して舵軸1が相対的に回転する。このように、駆動源6aが2段階の歯車を介して舵軸1に駆動力を伝達するとともに、舵軸1が固定軸3に対して相対的に回転するので、高い減速比で舵を駆動する舵取り機100を提供することができる。   Thus, according to the steering machine 100 according to the present embodiment, the driving force from the driving source 6a is transmitted from the driving gear 6c to the carrier gear 5b, and the rudder is driven from the planetary gear 20 supported by the plurality of planetary shafts 30 of the carrier 5. Driving force is further transmitted to the shaft gear 2. Thus, by making the structure which transmits the driving force of the drive source 6a to the rudder shaft 1 in two steps, each gear is reduced in size, and as a result, the steering machine 100 is reduced in size. In addition, since the meshing pitch circle diameter 2r1 of the rudder shaft gear 2 with which the planetary gear 20 meshes and the meshing pitch circle diameter 2r3 of the fixed shaft gear 4 with which the planetary gear 10 meshes are different, the carrier 5 rotates around the fixed shaft 3. Accordingly, the rudder shaft 1 rotates relative to the fixed shaft 3. In this way, the drive source 6a transmits the driving force to the rudder shaft 1 via the two-stage gears, and the rudder shaft 1 rotates relative to the fixed shaft 3, so the rudder is driven with a high reduction ratio. A steering machine 100 can be provided.

また、本実施形態の舵取り機100においては、舵軸歯車2、固定軸歯車4、遊星歯車10、及び遊星歯車20のモジュールが等しく、固定軸歯車4と遊星歯車10の歯数の合計が、舵軸歯車2と遊星歯車20の歯数の合計と等しい。このようにすることで、モジュールが等しい歯車を用いる際に、遊星歯車10と遊星歯車20とを同一の遊星軸30によって適切に支持することができる。   Further, in the steering machine 100 of the present embodiment, the modules of the rudder shaft gear 2, the fixed shaft gear 4, the planetary gear 10, and the planetary gear 20 are equal, and the total number of teeth of the fixed shaft gear 4 and the planetary gear 10 is It is equal to the total number of teeth of the rudder shaft gear 2 and the planetary gear 20. By doing so, the planetary gear 10 and the planetary gear 20 can be appropriately supported by the same planetary shaft 30 when using gears having the same module.

また、本実施形態の舵取り機100は、舵軸歯車2と固定軸歯車4の間に配置され、舵軸1の軸方向の荷重を支持する軸受パッド40を備える。このようにすることで、舵軸1の軸方向の荷重が適切に支持されるとともに、舵軸1の軸方向の荷重を他の構造によって支持する場合に比べて、舵取り機100を小型化することができる。   The steering machine 100 of the present embodiment includes a bearing pad 40 that is disposed between the rudder shaft gear 2 and the fixed shaft gear 4 and supports the load in the axial direction of the rudder shaft 1. By doing in this way, while the axial load of the rudder axle 1 is supported appropriately, the steering machine 100 is reduced in size compared with the case where the axial load of the rudder axle 1 is supported by another structure. be able to.

また、本実施形態の舵取り機100は、固定軸3が設置される座台7に駆動源6aが設置されている。このようにすることで、固定軸3が設置される座台7に駆動源6aを設置し、駆動源6aの駆動力を適切にキャリア5に伝達することができる。   Further, in the steering machine 100 of the present embodiment, the drive source 6a is installed on the seat 7 on which the fixed shaft 3 is installed. By doing in this way, the drive source 6a can be installed in the base 7 in which the fixed shaft 3 is installed, and the drive force of the drive source 6a can be appropriately transmitted to the carrier 5.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図4〜図6を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態と比べて、舵軸1にクラッチ機構40が設けられるのではなく、舵軸1周りにダンパー50が設けられる点で異なる。その他の舵取り機100の構成は同一であるため、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The present embodiment is different from the first embodiment in that a damper 50 is provided around the rudder shaft 1 instead of the clutch mechanism 40 being disposed on the rudder shaft 1. Since the structure of the other steering machine 100 is the same, the overlapping description is abbreviate | omitted.

ダンパー50は、図4及び図6に示すように、舵軸1と船体60とに連結された機械的機構を有するダンパー装置である。ダンパー装置は、通常知られている装置を適用することができる。舵軸1と船体60との間にダンパー50が設けられることによって、ダンパー50が舵軸1周りの回転を緩衝する。したがって、舵軸1の急激な回転方向の変化によって歯車機構に入力する動荷重の影響を緩和できる。   As shown in FIGS. 4 and 6, the damper 50 is a damper device having a mechanical mechanism connected to the rudder shaft 1 and the hull 60. As the damper device, a generally known device can be applied. By providing the damper 50 between the rudder shaft 1 and the hull 60, the damper 50 buffers rotation around the rudder shaft 1. Therefore, the influence of the dynamic load input to the gear mechanism by the sudden change in the rotation direction of the rudder shaft 1 can be reduced.

また、ダンパー50は、図5に示すように、舵軸1と船体60との間に油51を充満させることによって実現してもよい。油51によって、舵軸1の回転時に粘性抵抗を得ることができる。舵軸1の軸方向の少なくとも一部において、舵軸1が油51によって粘性抵抗を受けるようにしておけばよい。この場合も、舵軸1と船体60との間に油51によるダンパー50が設けられることによって、ダンパー50が舵軸1周りの回転を緩衝する。したがって、舵軸1の急激な回転方向の変化によって歯車機構に入力する動荷重の影響を緩和できる。そして、舵軸1の動的な挙動による舵取り機100の損傷を防止することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 5, the damper 50 may be realized by filling oil 51 between the rudder shaft 1 and the hull 60. The oil 51 makes it possible to obtain viscous resistance when the rudder shaft 1 rotates. The rudder shaft 1 may be subjected to viscous resistance by the oil 51 in at least a part of the rudder shaft 1 in the axial direction. Also in this case, the damper 50 by the oil 51 is provided between the rudder shaft 1 and the hull 60, so that the damper 50 buffers rotation around the rudder shaft 1. Therefore, the influence of the dynamic load input to the gear mechanism by the sudden change in the rotation direction of the rudder shaft 1 can be reduced. And it becomes possible to prevent the steering machine 100 from being damaged by the dynamic behavior of the rudder shaft 1.

なお、上述した第1及び第2実施形態では、駆動源6aの駆動力を2段階で舵軸1に伝達する構成について説明したが、本発明は、この例に限定されない。駆動源の駆動力を1段階で舵軸に伝達する構成の場合も、舵軸歯車と噛み合う遊星歯車において、上述した第1歯車と第2歯車を有するようにしてもよい。
また、遊星歯車機構についても、上述した例に限定されず、他の構成を有する遊星歯車機構でもよく、このとき、舵軸歯車と噛み合う遊星歯車において、上述した第1歯車と第2歯車を有するようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, the configuration in which the driving force of the driving source 6a is transmitted to the rudder shaft 1 in two stages has been described, but the present invention is not limited to this example. Also in the case of a configuration in which the driving force of the driving source is transmitted to the rudder shaft in one step, the planetary gear meshing with the rudder shaft gear may have the first gear and the second gear described above.
Further, the planetary gear mechanism is not limited to the above-described example, and may be a planetary gear mechanism having another configuration. At this time, the planetary gear meshing with the rudder shaft gear includes the first gear and the second gear described above. You may do it.

1 舵軸
1a フランジ部
2 舵軸歯車
3 固定軸
4 固定軸歯車
5 キャリア
5b キャリア歯車
6 駆動装置
6a 駆動源
6b 駆動軸
6c 駆動歯車
7 座台
10a,10b,10c,10d 遊星歯車
15 舵軸受
16 支持軸
17 座台
18 舵軸支持機構
20a,20b,20c,20d 遊星歯車
30a,30b,30c,30d 遊星軸
40 クラッチ機構
50 ダンパー
100 舵取り機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rudder shaft 1a Flange part 2 Rudder shaft gear 3 Fixed shaft 4 Fixed shaft gear 5 Carrier 5b Carrier gear 6 Drive device 6a Drive source 6b Drive shaft 6c Drive gear 7 Seat 10a, 10b, 10c, 10d Planetary gear 15 Steer bearing 16 Support shaft 17 Seat 18 Rudder shaft support mechanisms 20a, 20b, 20c, 20d Planetary gears 30a, 30b, 30c, 30d Planetary shaft 40 Clutch mechanism 50 Damper 100 Steering machine

Claims (2)

舵軸と、
前記舵軸の端部に固定された舵軸歯車と、
前記舵軸と同一軸線を有して設けられるとともに船体側に固定された固定軸の端部に固定された固定軸歯車と、
前記固定軸の周りに回転可能に設置され、外周にキャリア歯車が設けられたキャリアと、
前記キャリア歯車に駆動力を伝達し該キャリアを前記固定軸の周りに回転させる駆動歯車と、
前記駆動歯車を駆動する電動機と、
を備え、
前記キャリアが、複数の遊星軸を有し、
前記複数の遊星軸の各々が、前記固定軸歯車とかみ合う第1遊星歯車と、前記舵軸歯車とかみ合う第2遊星歯車を回転自在に支持し、
前記舵軸は、軸線方向に対して垂直方向又は斜め方向に移動可能なクラッチ機構を有する舵取り機。
Rudder axle,
A rudder axle gear fixed to the end of the rudder axle;
A fixed shaft gear fixed to the end of a fixed shaft provided with the same axis as the rudder shaft and fixed to the hull side;
A carrier rotatably installed around the fixed shaft and having a carrier gear on its outer periphery;
A driving gear for transmitting a driving force to the carrier gear and rotating the carrier around the fixed shaft;
An electric motor for driving the drive gear ;
With
The carrier has a plurality of planetary axes;
Each of the plurality of planetary shafts rotatably supports a first planetary gear meshing with the fixed shaft gear and a second planetary gear meshing with the rudder shaft gear,
The steering shaft has a clutch mechanism that can move in a direction perpendicular to or oblique to an axial direction.
舵軸と、
前記舵軸の端部に固定された舵軸歯車と、
前記舵軸と同一軸線を有して設けられるとともに船体側に固定された固定軸の端部に固定された固定軸歯車と、
前記固定軸の周りに回転可能に設置され、外周にキャリア歯車が設けられたキャリアと、
前記キャリア歯車に駆動力を伝達し該キャリアを前記固定軸の周りに回転させる駆動歯車と、
前記駆動歯車を駆動する電動機と、
前記舵軸周りに設置され、前記舵軸の軸線周りの回転を緩衝するダンパーと、
を備え
前記キャリアが、複数の遊星軸を有し、
前記複数の遊星軸の各々が、前記固定軸歯車とかみ合う第1遊星歯車と、前記舵軸歯車とかみ合う第2遊星歯車を回転自在に支持する舵取り機。
Rudder axle,
A rudder axle gear fixed to the end of the rudder axle;
A fixed shaft gear fixed to the end of a fixed shaft provided with the same axis as the rudder shaft and fixed to the hull side;
A carrier rotatably installed around the fixed shaft and having a carrier gear on its outer periphery;
A driving gear for transmitting a driving force to the carrier gear and rotating the carrier around the fixed shaft;
An electric motor for driving the drive gear ;
A damper that is installed around the rudder axis and cushions rotation about the axis of the rudder axis;
Equipped with a,
The carrier has a plurality of planetary axes;
A steering machine in which each of the plurality of planetary shafts rotatably supports a first planetary gear meshing with the fixed shaft gear and a second planetary gear meshing with the rudder shaft gear .
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105501426A (en) * 2015-12-30 2016-04-20 浙江海洋学院 Marine steering engine
CN107933870B (en) * 2017-11-20 2019-06-18 上海海事大学 Helm gear under a kind of integrated water

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6452593A (en) * 1987-08-24 1989-02-28 Yamaha Motor Co Ltd Steering device
JPH02144294A (en) * 1988-11-28 1990-06-04 Kayaba Ind Co Ltd Power steering device for boat with outboard engine
JPH0310994A (en) * 1989-06-07 1991-01-18 Kayaba Ind Co Ltd Power steering device for marine use
JP3363163B2 (en) * 1991-09-30 2003-01-08 東芝エンジニアリング株式会社 Variable pitch propeller drive
JPH1095398A (en) * 1996-09-20 1998-04-14 Yamaha Motor Co Ltd Steering quantity controller
WO2004106777A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-09 Fumio Kasahara Power transmission device
DK176054B1 (en) * 2003-06-04 2006-02-27 Schmidt S Marine El As A Steering mechanism for a ship
JP2007008189A (en) * 2005-06-28 2007-01-18 Oshima Shipbuilding Co Ltd Electrically driven steering gear
ES2382354T3 (en) * 2007-05-30 2012-06-07 Schottel Gmbh Directional propeller drive device and procedure for it
JP2011093350A (en) * 2009-10-27 2011-05-12 Nabtesco Corp Turning device for propulsion unit
JP6004876B2 (en) * 2012-10-03 2016-10-12 三菱重工業株式会社 Steering machine and ship equipped with the same
JP5916582B2 (en) * 2012-10-18 2016-05-11 三菱重工業株式会社 Steering machine and ship equipped with the same

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