KR101757567B1 - Steering device - Google Patents

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KR101757567B1
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겐스케 니시우라
슈지 도바시
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

타축의 동적인 거동에 의한 손상을 방지하는 것이 가능한 조타기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 조타기(100)는, 타축(1)과, 구동원(6a)과, 구동원(6a)의 구동력을 타축(1)으로 전달하는 기어기구를 구비하고, 타축(1)은, 축선방향에 대하여 수직방향 또는 사선방향으로 이동 가능한 클러치기구(40)를 가진다.And it is an object of the present invention to provide a steering gear capable of preventing damage caused by dynamic behavior of another shaft. The steering gear 100 is provided with a second shaft 1, a driving source 6a and a gear mechanism for transmitting the driving force of the driving source 6a to the second shaft 1, and the second shaft 1 is disposed in a direction perpendicular to the axial direction Or a clutch mechanism 40 movable in an oblique direction.

Description

조타기{STEERING DEVICE}Steering device {STEERING DEVICE}

본 발명은, 조타기에 관한 것이다.The present invention relates to a steering gear.

선박의 타를 작동시키는 조타기는, 유압식의 것이 있지만, 유압식 조타기는, 전력을 유압으로 변환하기 때문에, 에너지 효율이 악화되거나, 작동유가 외부에 누출되어 해양 오염을 일으킬 가능성이 있다.Although the steering gear for operating the rudder of the ship is of the hydraulic type, the hydraulic type rudder converts the electric power into hydraulic pressure, so that the energy efficiency may be deteriorated or the operating oil may leak to the outside and cause marine pollution.

따라서, 예를 들면 특허문헌 1과 같이, 타축에 고정된 선회링을, 피니언을 통하여 전동기에 의하여 직접 회전시키는 기술이 제안되고 있다. 이로써, 유압을 사용하지 않고 타를 작동시킬 수 있어, 오일에 의한 해양 오염을 방지할 수 있다.Therefore, for example, as in Patent Document 1, a technique has been proposed in which a rotating ring fixed to another shaft is directly rotated by a motor through a pinion. Thereby, the rudder can be operated without using the hydraulic pressure, and marine pollution caused by the oil can be prevented.

일본 공개특허공보 2007-8189호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-8189

그러나, 기어(피니언)를 이용하여 전동기의 구동력을 타축으로 전달하는 기어 식의 조타기에서는, 타축으로부터 과대한 동적하중이 입력되면, 기어기구에 손상이 발생할 우려가 있다.However, in the case of a gear-type steering gear that transmits the driving force of the electric motor to the other shaft using a gear (pinion), if an excessive dynamic load is inputted from the other shaft, the gear mechanism may be damaged.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 타축의 동적인 거동에 의한 손상을 방지하는 것이 가능한 조타기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a steering gear capable of preventing damage caused by dynamic behavior of another axis.

본 발명의 제1 양태에 관한 조타기는, 타축과, 전동기와, 상기 전동기의 구동력을 상기 타축으로 전달하는 기어기구를 구비하고, 상기 타축은, 축선방향에 대하여 수직방향 또는 사선방향으로 이동 가능한 클러치기구를 가진다.The steering gear according to the first aspect of the present invention includes a second shaft, an electric motor, and a gear mechanism for transmitting a driving force of the electric motor to the second shaft, It has a mechanism.

이 구성에 의하면, 타축에 필요 이상의 하중이 입력되었을 때, 클러치기구가 슬라이드되기 때문에, 타축으로부터 기어기구에 대한 힘의 전달을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 타축의 동적인 거동에 의한 기어기구의 손상을 방지할 수 있다.According to this structure, when a load greater than necessary is input to the other shaft, since the clutch mechanism is slid, the transmission of force from the other shaft to the gear mechanism can be reduced. As a result, it is possible to prevent the gear mechanism from being damaged by the dynamic behavior of the other shaft.

본 발명의 제2 양태에 관한 조타기는, 타축과, 전동기와, 상기 전동기의 구동력을 상기 타축으로 전달하는 기어기구와, 상기 타축 둘레에 설치되어, 상기 타축의 축선 둘레의 회전을 완충시키는 댐퍼를 구비한다.A steering gear according to a second aspect of the present invention comprises a second shaft, an electric motor, a gear mechanism for transmitting the driving force of the electric motor to the second shaft, and a damper provided around the second shaft for buffering the rotation about the axis of the other shaft Respectively.

이 구성에 의하면, 댐퍼가 타축의 축선 둘레의 회전을 완충시키기 때문에, 타축의 급격한 회전방향의 변화에 의하여 기어기구에 입력되는 동적하중의 영향을 완화시킬 수 있다.According to this configuration, since the damper buffers the rotation around the axis of the other shaft, it is possible to mitigate the influence of the dynamic load inputted to the gear mechanism by the change in the sudden rotational direction of the other shaft.

본 발명에 의하면, 타축의 동적인 거동에 의한 손상을 방지할 수 있다.According to the present invention, it is possible to prevent damage due to dynamic behavior of the other shafts.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 조타기를 나타내는 부분 종단면도이다.
도 2는 도 1을 A-A선으로 절단한 횡단면도이다.
도 3은 도 1을 B-B선으로 절단한 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 조타기를 나타내는 부분 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 조타기의 댐퍼의 제1 실시예를 나타내는 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 조타기의 댐퍼의 제2 실시예를 나타내는 횡단면도이다.1 is a partial longitudinal sectional view showing a steering gear according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of Fig. 1. Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line BB in Fig.
4 is a partial longitudinal sectional view showing a steering gear according to a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a damper of a steering gear according to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a damper of a steering gear according to a second embodiment of the present invention.

[제1 실시형태][First Embodiment]

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 조타기(100)에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the steering gear 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 실시형태에 관한 조타기(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 선박의 타(도시하지 않음)를, 타에 연결된 타축(1)을 통하여 구동하는 장치이다. 조타기(100)는, 타축(1)과, 타축기어(2)와, 고정축(3)과, 고정축기어(4)와, 캐리어(5)와, 구동장치(6)를 구비한다. 또, 본 실시형태에 관한 선박은, 내연기관(도시하지 않음)에 의하여 구동되는 스크루에 의하여 추진력을 얻어 추진되는 것이다. 그리고, 본 실시형태에 관한 선박에는, 조타기(100)가 선체에 고정되어 있어, 조타기(100)에 의하여 타를 조작함으로써, 선박의 진행방향을 임의로 제어할 수 있다.1, the steering gear 100 according to the present embodiment is a device for driving a rudder (not shown) of a ship through another shaft 1 connected to the rudder. The steering gear 100 is provided with a second shaft 1, a second shaft 2, a fixed shaft 3, a fixed shaft gear 4, a carrier 5, and a drive device 6. The ship according to the present embodiment is propelled by a propulsion force by a screw driven by an internal combustion engine (not shown). In the ship according to the present embodiment, the steering gear 100 is fixed to the hull so that the direction of travel of the ship can be controlled arbitrarily by operating the rudder 100 with the rudder.

타축(1)은, 연직방향의 중심축(C)을 따라 배치되는 원통 형상의 부재이며, 하단부에는 타가 연결되어 있다. 또, 타축(1)의 상단부에는 타축기어(2)(대기어)가 고정되어 있다. 타축기어(2)는, 예를 들면, 볼트 등에 의하여 타축(1)과 체결되어 있어, 타축기어(2)가 회전하면 타축기어(2)에 고정된 타축(1)도 회전한다. 따라서, 타축기어(2)가 회전함으로써, 타축(1)에 연결된 타가 중심축(C)을 중심으로 회전한다. 타축(1)에는, 타축(1)의 직경보다 직경이 큰 플랜지부(1a)가 마련되어 있으며, 타축(1)과 일체가 되어 회전한다.The other shaft 1 is a cylindrical member disposed along the central axis C in the vertical direction, and the other end is connected to the other end. Further, the other shafts 2 (large gears) are fixed to the upper end of the other shaft 1. The other shafts 2 are fastened to the other shafts 1 by bolts or the like and when the other shafts 2 are rotated, the other shafts 1 fixed to the other shafts 2 are also rotated. Therefore, as the other shafts 2 rotate, the shafts connected to the other shafts 1 rotate around the central axis C. [ The other shaft 1 is provided with a flange portion 1a whose diameter is larger than the diameter of the other shaft 1 and rotates integrally with the other shaft 1.

타축(1)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 축 상에 클러치기구(40)가 마련된다. 클러치기구(40)는, 타축(1)의 축선방향에 대하여 수직방향 또는 사선방향으로 이동 가능하다. 클러치기구(40)는, 예를 들면 디스크 클러치이지만, 본 발명은 이 예에 한정되지 않는다.As shown in Fig. 1, the other shaft 1 is provided with a clutch mechanism 40 on its shaft. The clutch mechanism 40 is movable in a direction perpendicular or obliquely with respect to the axial direction of the other shaft 1. The clutch mechanism 40 is, for example, a disk clutch, but the present invention is not limited to this example.

이로써, 타축(1)에 필요 이상의 하중이 입력되었을 때, 클러치기구(40)가 슬라이드되기 때문에, 타축(1)으로부터 기어기구에 대한 힘의 전달을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 타축(1)의 동적인 거동에 의한 기어기구의 손상을 방지할 수 있다.Thereby, when a load greater than necessary is input to the other shaft 1, since the clutch mechanism 40 is slid, the transmission of force from the other shaft 1 to the gear mechanism can be reduced. As a result, it is possible to prevent the gear mechanism from being damaged by the dynamic behavior of the other shaft 1.

이하, 도 1~도 3을 참조하여, 조타기(100)에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the steering gear 100 will be described in detail with reference to Figs. 1 to 3. Fig.

타축지지기구(18)는, 타베어링(15)과, 지지축(16)과, 좌대(17)를 구비한다.The other shaft supporting mechanism 18 is provided with the other bearing 15, the support shaft 16, and the seat 17.

지지축(16)은, 타축(1)과 동일 축선을 가지고 마련되는 통 형상의 부재이며, 하단부는 선체측인 좌대(17)에 대하여 볼트 등의 체결 부재에 의하여 고정되어 있다. 또, 지지축(16)의 상면과 플랜지부(1a)의 하면의 사이에는, 타축(1)의 축방향의 하중을 지지하는 타베어링(15)이 배치되어 있다. 타베어링(15)은, 지지축(16)의 상면의 외주 단부에 고정되어 있으며, 플랜지부(1a)의 하면과 접하고 있다. 타축(1)의 하중은, 타베어링(15)을 통하여 선체측의 좌대에 고정된 지지축(16)으로 전달된다.The support shaft 16 is a tubular member provided with the same axis as the other shaft 1 and the lower end is fixed to the base 17 on the side of the hull by a fastening member such as a bolt. Another bearing 15 for supporting a load in the axial direction of the other shaft 1 is disposed between the upper surface of the support shaft 16 and the lower surface of the flange portion 1a. The other bearing 15 is fixed to the outer peripheral end 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 other shaft 1 is transmitted through the other bearing 15 to the support shaft 16 fixed to the ship's side stand.

고정축(3)은, 타축(1)과 동일 축선을 가지고 마련되는 통 형상의 부재이며, 하단부는, 선체측인 좌대(7)에 대하여 볼트 등의 체결 부재에 의하여 고정되어 있다. 또, 고정축(3)의 상단부에는, 고정축기어(4)가 볼트 등의 체결 부재에 의하여 고정되어 있다. 고정축(3)의 내주의 직경은, 타축(1)의 외주의 직경보다 크다.The fixed shaft 3 is a tubular member provided with the same axis as that of the other shaft 1 and the lower end is fixed by a fastening member such as a bolt to the fixed base 7 which is the hull side. A fixed shaft gear 4 is fixed to the upper end of the fixed shaft 3 by a fastening member such as a bolt. The diameter of the inner periphery of the fixed shaft 3 is larger than the diameter of the outer periphery of the other shaft 1.

고정축(3)의 외면에는, 캐리어(5)의 하중을 지지하는 캐리어 베어링(8)의 내륜 내면이, 압입 상태로 끼워 맞춰져 있다. 또, 고정축(3)의 외면에는, 환형 부재(9)의 내면이 압입 상태로 끼워 맞춰져 있으며, 환형 부재(9)는 캐리어 베어링(8)의 하방에 배치되어 있다. 환형 부재(9)의 하단은 좌대(7)에 의하여 지지되어 있고, 환형 부재(9)의 상단은 캐리어 베어링(8)의 내륜 하면과 접하고 있다.On the outer surface of the fixed shaft 3, the inner surface of the inner ring of the carrier bearing 8, which supports the load of the carrier 5, is fitted in the press-fitted state. The inner surface of the annular member 9 is fitted in the press-fit state on the outer surface of the fixed shaft 3, and the annular member 9 is disposed below the carrier bearing 8. The lower end of the annular member 9 is supported by a yoke 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. [

캐리어 베어링(8)의 외륜 외면은, 캐리어(5)에 마련된 단부(段部)(5a)에 압입 상태로 끼워 맞춰져 있다. 캐리어 베어링(8)은, 구름 베어링이며, 상기 서술한 바와 같이, 내륜 내면이 고정축(3)의 외면에 압입 상태로 끼워 맞춰져 있다. 따라서, 캐리어(5)는, 고정축(3)의 둘레로 회전 가능하게 설치되어 있다.The outer surface of the outer ring of the carrier bearing 8 is fitted in an end portion (stepped portion) 5a provided in 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 stationary shaft 3 in a press-fitted state. Therefore, the carrier 5 is provided so as to be rotatable around the fixed shaft 3.

캐리어 베어링(8)의 외륜 상면에는, 단부(5a)를 통하여 캐리어(5)의 하중이 가해지고 있다. 캐리어 베어링(8)의 외륜 상면에 가해진 캐리어(5)의 하중은, 캐리어 베어링(8)의 내륜 하면을 통하여 환형 부재(9)로 전달된다. 이와 같이, 캐리어 베어링(8)은, 캐리어(5)의 하중을 지지함과 함께, 캐리어(5)를 고정축(3)의 둘레로 회전 가능하게 설치한다는 기능을 구비한다.A load of the carrier 5 is applied to the upper surface of the outer ring of the carrier bearing 8 through the end 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 through 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 providing the carrier 5 to be rotatable about the fixed shaft 3.

캐리어(5)는, 중심축(C)방향의 단면 형상이 원형인 부재이며, 고정축(3)의 둘레로 회전 가능하게 설치되어 있다. 캐리어(5)는, 단부(5a)의 반경방향 바깥쪽인 외주면에, 캐리어기어(5b)가 마련되어 있다. 캐리어기어(5b)는, 캐리어(5)의 외주면을 가공함으로써 마련된 것이다.The carrier 5 is a member having a circular cross-sectional shape in the direction of the central axis C and is rotatably provided around the fixed shaft 3. [ The carrier 5 is provided with a carrier gear 5b on the outer circumferential surface which is radially outward of the end portion 5a. The carrier gear 5b is provided by machining the outer peripheral surface of the carrier 5. [

캐리어기어(5b)에는 구동원(6a)에 구동축(6b)을 통하여 연결되어 있는 구동기어(6c)가 맞물려 있다. 구동원(6a)은, 전동모터와 감속기에 의하여 구성되며, 구동축(6b)을 통하여 구동기어(6c)를 회전시킨다. 구동기어(6c)는, 캐리어기어(5b)에 구동력을 전달하여 캐리어(5)를 고정축(3)의 둘레로 회전시킨다. 구동원(6a)은, 구동기어(6c)를 구동하여 캐리어기어(5b)에 구동력을 전달한다. 구동원(6a)은, 고정축(3)이 설치되는 좌대(7)에 설치되어 있다.The carrier gear 5b is engaged with a drive gear 6c connected to the drive source 6a via a drive shaft 6b. The driving source 6a is constituted by an electric motor and a speed reducer, and rotates the driving gear 6c through the driving shaft 6b. The driving gear 6c transmits a driving force to the carrier gear 5b to rotate 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 driving source 6a is provided on a platform 7 on which the fixed shaft 3 is installed.

캐리어(5)는, 4개의 유성축(30a, 30b, 30c(도시하지 않음), 30d(도시하지 않음))을 가진다. 도 1은 조타기(100)의 부분 종단면도이기 때문에, 유성축(30a)과 유성축(30b)이 나타나 있다. 유성축(30a)은, 상단과 하단이 각각 캐리어(5)에 고정되어 있는 축 형상 부재이다. 유성축(30a)에는, 내륜이 압입 상태로 끼워 맞춰진 2개의 구름 베어링(도시하지 않음)이 설치되어 있으며, 유성기어(10a) 및 유성기어(20a)가 2개의 구름 베어링의 외륜에 압입 상태로 끼워 맞춰져 있다. 이와 같이 하여, 유성축(30a)이, 고정축기어(4)와 맞물리는 유성기어(10a)(제1 유성기어)와, 타축기어(2)와 맞물리는 유성기어(20a)(제2 유성기어)를 회전 가능하게 지지하고 있다.The carrier 5 has four planetary shafts 30a, 30b, 30c (not shown), and 30d (not shown). 1 is a partial vertical cross-sectional view of the steering wheel 100, and therefore, the planetary shaft 30a and the planetary shaft 30b are shown. The planetary shafts 30a are shaft members whose upper and lower ends 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. The planetary gear 10a and the planetary gear 20a are pressed into the outer ring of the two rolling bearings It is fitted. Thus, the planetary shaft 30a is connected to the planetary gear 10a (first planetary gear) engaged with the fixed shaft gear 4 and the planetary gear 20a engaged with the second shaft gear 2 Gear) is rotatably supported.

마찬가지로, 유성축(30b)은, 유성기어(10b)와 유성기어(20b)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 마찬가지로, 유성축(30c)은, 유성기어(10c)(도시하지 않음)와 유성기어(20c)(도시하지 않음)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 마찬가지로, 유성축(30d)은, 유성기어(10d)(도시하지 않음)와 유성기어(20d)(도시하지 않음)를 회전 가능하게 지지하고 있다. 유성기어(10a~10d)(제1 유성기어)는 고정축기어(4)와 맞물려 있고, 유성기어(20a~20d)는 타축기어(2)와 맞물려 있다.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 10a to 10d (first planetary gear) are engaged with the fixed shaft gear 4 and the planetary gears 20a to 20d are engaged with the second shaft gear 2.

도 2는, 도 1에 나타나는 조타기(100)의 A-A 화살표방향에서 본 횡단면도이다. 도 2에 나타나는 바와 같이, 유성기어(20a~20d)는, 타축기어(2)의 원주방향의 4개소에, 각각 90°씩의 간격을 두고, 타축기어(2)와 맞물리도록 배치되어 있다. 유성기어(20)는, 캐리어(5)가 고정축(3)의 둘레를 회전함에 따라, 각각 90°씩의 간격을 유지한 채로 고정축(3)에 대하여 회전한다.2 is a cross-sectional view of the steering wheel 100 shown in Fig. 1, taken in the direction of the arrow A-A. 2, the planetary gears 20a to 20d are arranged so as to be engaged with the two-shaft gear 2 at intervals of 90 degrees at four positions in the circumferential direction of the other-shaft gear 2, respectively. The planetary gear 20 rotates with respect to the fixed shaft 3 while keeping the intervals of 90 degrees each as the carrier 5 rotates around the fixed shaft 3. [

도 3은, 도 1에 나타나는 조타기(100)의 B-B 화살표방향에서 본 횡단면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 유성기어(10a~10d)는, 고정축기어(4)의 원주방향의 4개소에, 각각 90°씩의 간격을 두고, 고정축기어(4)와 맞물리도록 배치되어 있다. 유성기어(10)(유성기어(10a~10d)의 총칭)는, 캐리어(5)가 고정축(3)의 둘레를 회전함에 따라, 각각 90°씩의 간격을 유지한 채로 고정축(3)에 대하여 회전한다.3 is a transverse cross-sectional view of the steering gear 100 shown in Fig. 1, taken in the direction of arrow B-B. 3, the planetary gears 10a to 10d are arranged so as to engage with the fixed shaft gear 4 at intervals of 90 degrees at four positions in the circumferential direction of the fixed shaft gear 4 have. The planetary gears 10 (collectively referred to as the planetary gears 10a to 10d) are arranged such that as the carrier 5 rotates around the fixed shaft 3, .

여기에서, 본 실시형태에 있어서 구동기어(6c)로부터 타축기어(2)로 전달되는 구동력의 속도비(감속비)에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서는, 고정축기어(4)가 유성기어(10)에 맞물리는 경우의, 고정축기어(4)의 모듈과 유성기어(10)의 모듈이 동일한 것으로 한다. 또, 타축기어(2)가 유성기어(20)에 맞물리는 경우의, 타축기어(2)의 모듈과 유성기어(20)의 모듈이 동일한 것으로 한다. 여기에서, 모듈이란, 피치원 직경을 치수(齒數)로 나눈 값을 말한다.Here, the speed ratio (reduction ratio) of the driving force transmitted from the driving gear 6c to the one-axis gear 2 in this embodiment will be described. In the following description, 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 is engaged with the planetary gear 10. It is assumed that the module of the other-axis gear 2 and the module of the planetary gear 20 are the same when the other-shaft gear 2 meshes with the planetary gear 20. Here, the module refers to a value obtained by dividing the diameter of the pitch circle by the number of teeth.

본 실시형태에 관한 조타기(100)는, 이하의 조건식을 충족하고 있다.The steering gear 100 according to the present embodiment satisfies the following conditional expression.

i0=(Zb·Zd)/(Za·Zc) (1)i0 = (Zb · Zd) / (Za · Zc) (1)

i1=(1-i0)/i0 (2)i1 = (1-i0) / i0 (2)

i2=Zf/Ze (3)i2 = Zf / Ze (3)

i3=i1·i2 (4)i3 = i1 · i2 (4)

Za+Zb=Zc+Zd (5)Za + Zb = Zc + Zd (5)

Za≠Zd (6)Za? Zd (6)

Zb≠Zc (7)Zb? Zc (7)

여기에서, Za: 고정축기어(4)의 치수, Zb: 유성기어(10)의 치수, Zc: 유성기어(20)의 치수, Zd: 타축기어(2)의 치수, Ze: 구동기어(6c)의 치수, Zf: 캐리어기어(5b)의 치수, i1: 캐리어(5)와 타축(1)의 속도비(감속비), i2: 구동기어(6c)와 캐리어(5)의 속도비(감속비), i3: 구동기어(6c)와 타축(1)의 속도비(감속비)이다.Zc is the dimension of the planetary gear 20; Zd is the dimension of the other-side gear 2; Ze is the dimension of the planetary gear 10; Ze is the dimension of the fixed shaft gear 4; Zb is the dimension of the planetary gear 10; I1 is the speed ratio between the carrier 5 and the other shaft 1 (reduction ratio), and i2 is the speed ratio (reduction ratio) between the drive gear 6c and the carrier 5, , and i3 is the speed ratio (reduction ratio) between the drive gear 6c and the other shaft 1.

이상의 조건식으로부터 명확한 바와 같이, 구동기어(6c)와 타축(1)의 감속비는, 고정축기어(4)의 치수 Za, 유성기어(10)의 치수 Zb, 유성기어(20)의 치수 Zc, 타축기어(2)의 치수 Zd, 구동기어(6c)의 치수 Ze, 캐리어기어(5b)의 치수 Zf에 의하여 정해진다.The reduction gear ratio of the drive gear 6c and the other shaft 1 is determined by the dimension Za of the fixed shaft gear 4, the dimension Zb of the planetary gear 10, the dimension Zc of the planetary gear 20, The dimension Zd of the gear 2, the dimension Ze of the drive gear 6c, and the dimension Zf of the carrier gear 5b.

다만, 유성기어(10)의 치수는, 각각 동일하며, Zb는 그 동일한 치수를 말한다. 또, 유성기어(20)의 치수는, 각각 동일하며, Zc는 그 동일한 치수를 말한다.However, the dimensions of the planetary gears 10 are the same, and Zb refers to the same dimensions. The dimensions of the planetary gears 20 are the same, and Zc refers to the same dimensions.

조건식 (5)는, 타축(1)과 고정축(3)이 동일 축선을 가지고 마련되어, 유성기어(10)와 유성기어(20)가 유성축(30)(유성축(30a~30d)의 총칭)에 지지되는 것을 가능하게 하는 조건이다. 이와 같은 조건을 충족하도록 함으로써, 타축(1)과 유성축(30)의 축간 거리와, 고정축(3)과 유성축(30)의 축간 거리를 동일하게 할 수 있다.The conditional expression (5) is a conditional expression (5) in which the other shaft 1 and the fixed shaft 3 are provided with the same axial line so that the planetary gears 10 and the planetary gears 20 are engaged with the planetary shafts 30 Lt; / RTI > By satisfying this condition, the distance between the axis of the other shaft 1 and the axis of the planetary shaft 30 and the distance between the axes of the fixed shaft 3 and the planetary shaft 30 can be equalized.

조건식 (6) 및 (7)은, 캐리어(5)가 고정축(3) 둘레로 회전함에 따라 고정축(3)에 대하여 타축(1)을 상대적으로 회전시키기 위한 조건이다. 조건식 (6) 및 (7)이 모두 충족되지 않는 경우, 고정축기어(4)의 치수 Za와 타축기어(2)의 치수 Zd가 동일하고, 또한, 유성기어(10)의 치수 Zb와 유성기어(20)의 치수 Zc가 동일해진다. 이 경우, 유성기어(20)는 타축기어(2)의 둘레를 둘레방향으로 회전하지만, 타축기어(2)는 고정축기어(4)에 대하여 상대적으로 회전하지 않고 정지한 상태가 된다. 조건식 (6) 및 (7)을 충족하도록 함으로써, 캐리어(5)가 고정축(3) 둘레로 회전함에 따라 고정축(3)에 대하여 타축(1)을 상대적으로 회전시킬 수 있다.Conditional expressions (6) and (7) are conditions for relatively rotating the other shaft 1 relative to the fixed shaft 3 as the carrier 5 rotates about the fixed shaft 3. [ The dimension Za of the fixed shaft gear 4 and the dimension Zd of the other shaft gear 2 are the same and the dimension Zb of the planetary gear 10 and the dimension Zb of the planetary gear 10 are equal to each other, So that the dimension Zc of the projections 20 becomes equal. In this case, the planetary gear 20 rotates around the other shaft 2 in the circumferential direction, but the other shaft 2 is not rotated relative to the fixed shaft gear 4 but is stopped. By satisfying the conditional expressions (6) and (7), it is possible to relatively rotate the other shaft 1 relative to the fixed shaft 3 as the carrier 5 rotates about the fixed shaft 3. [

이와 같이 본 실시형태에 관한 조타기(100)에 의하면, 구동원(6a)에 의한 구동력이 구동기어(6c)로부터 캐리어기어(5b)로 전달되며, 캐리어(5)가 가지는 복수의 유성축(30)에 의하여 지지되는 유성기어(20)로부터 타축기어(2)로 구동력이 더욱 전달된다. 이와 같이 구동원(6a)의 구동력을 2단계로 타축(1)으로 전달하는 구성으로 함으로써, 각 기어가 소형화된다. 그 결과, 조타기(100)가 소형화된다. 또, 유성기어(20)가 맞물리는 타축기어(2)의 맞물림 피치원 직경 2r1과 유성기어(10)가 맞물리는 고정축기어(4)의 맞물림 피치원 직경 2r3이 상이하므로, 캐리어(5)가 고정축(3) 둘레로 회전함에 따라 고정축(3)에 대하여 타축(1)이 상대적으로 회전한다. 이와 같이, 구동원(6a)이 2단계의 기어를 통하여 타축(1)으로 구동력을 전달함과 함께, 타축(1)이 고정축(3)에 대하여 상대적으로 회전하므로, 높은 감속비로 타를 구동하는 조타기(100)를 제공할 수 있다.The driving force of the driving source 6a is transmitted from the driving gear 6c to the carrier gear 5b and the plurality of planetary shafts 30, The driving force is further transmitted from the planetary gear 20 supported by the one-shaft gear 2 to the other-shaft gear 2. In this way, the drive force of the drive source 6a is transmitted to the other shaft 1 in two stages, whereby each gear is reduced in size. As a result, the steering gear 100 is miniaturized. Since the meshing pitch circle diameter 2r1 of the one-axis gear 2 engaged with the planetary gear 20 is different from the meshing pitch circle diameter 2r3 of the fixed shaft gear 4 meshing with the planetary gear 10, The other shaft 1 relatively rotates with respect to the fixed shaft 3 as the shaft 3 rotates about the fixed shaft 3. [ Since the driving source 6a transmits the driving force to the other shaft 1 through the two gears and the other shaft 1 rotates relative to the fixed shaft 3 as described above, The steering wheel 100 can be provided.

또, 본 실시형태의 조타기(100)에 있어서는, 타축기어(2), 고정축기어(4), 유성기어(10), 및 유성기어(20)의 모듈이 동일하고, 고정축기어(4)와 유성기어(10)의 치수의 합계가, 타축기어(2)와 유성기어(20)의 치수의 합계와 동일하다. 이와 같이 함으로써, 모듈이 동일한 기어를 이용할 때에, 유성기어(10)와 유성기어(20)를 동일한 유성축(30)에 의하여 적절히 지지할 수 있다.In the steering system 100 of the present embodiment, the modules of the one-axis gear 2, the fixed shaft gear 4, the planetary gear 10, and the planetary gear 20 are the same, And the dimensions of the planetary gears 10 are the same as the sum of the dimensions of the other-shaft gears 2 and the planetary gears 20. By doing so, the planetary gear 10 and the planetary gear 20 can be properly supported by the same planetary shaft 30 when the module uses the same gear.

또, 본 실시형태의 조타기(100)는, 타축기어(2)와 고정축기어(4)의 사이에 배치되어, 타축(1)의 축방향의 하중을 지지하는 베어링 패드를 구비한다. 이와 같이 함으로써, 타축(1)의 축방향의 하중이 적절히 지지됨과 함께, 타축(1)의 축방향의 하중을 다른 구조에 의하여 지지하는 경우에 비하여, 조타기(100)를 소형화할 수 있다.The steering gear 100 of the present embodiment has a bearing pad which is disposed between the two-shaft gear 2 and the fixed shaft gear 4 and supports a load in the axial direction of the other shaft 1. This makes it possible to reduce the size of the steering wheel 100 in comparison with a case in which the axial load of the other shaft 1 is appropriately supported and the load in the axial direction of the other shaft 1 is supported by another structure.

또, 본 실시형태의 조타기(100)는, 고정축(3)이 설치되는 좌대(7)에 구동원(6a)이 설치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 고정축(3)이 설치되는 좌대(7)에 구동원(6a)을 설치하여, 구동원(6a)의 구동력을 적절히 캐리어(5)에 전달할 수 있다.The steering wheel 100 according to the present embodiment is provided with the drive source 6a on the base 7 on which the fixed shaft 3 is mounted. In this way, the driving source 6a can be provided on the base 7 on which the fixed shaft 3 is mounted, and the driving force of the driving source 6a can be appropriately transmitted to the carrier 5. [

[제2 실시형태][Second Embodiment]

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 대하여, 도 4~도 6을 이용하여 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 4 to 6. Fig.

본 실시형태는, 제1 실시형태와 비교하여, 타축(1)에 클러치기구(40)가 마련되는 것이 아니라, 타축(1) 둘레에 댐퍼(50)가 마련되는 점에서 상이하다. 그 이외의 조타기(100)의 구성은 동일하기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.The present embodiment is different from the first embodiment in that the clutch mechanism 40 is not provided on the other shaft 1 but the damper 50 is provided around the other shaft 1. Since the other components of the steering system 100 are the same, a repetitive description will be omitted.

댐퍼(50)는, 도 4 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 타축(1)과 선체(60)에 연결된 기계적 기구를 가지는 댐퍼장치이다. 댐퍼장치는, 통상 알려져 있는 장치를 적용할 수 있다. 타축(1)과 선체(60)와의 사이에 댐퍼(50)가 마련됨으로써, 댐퍼(50)가 타축(1)의 축선 둘레의 회전을 완충시킨다. 따라서, 타축(1)의 급격한 회전방향의 변화에 의하여 기어기구에 입력되는 동적하중의 영향을 완화시킬 수 있다.The damper 50 is a damper device having a mechanical mechanism connected to the other shaft 1 and the hull 60 as shown in Figs. As a damper device, a generally known device can be applied. A damper 50 is provided between the other shaft 1 and the hull 60 so as to buffer the rotation of the damper 50 about the axis of the other shaft 1. Therefore, the influence of the dynamic load input to the gear mechanism can be alleviated by the change in the sudden rotational direction of the other shaft 1.

또, 댐퍼(50)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 타축(1)과 선체(60)와의 사이에 오일(51)을 가득 채움으로써 실현되어도 된다. 오일(51)에 의하여, 타축(1)의 회전 시에 점성 저항을 얻을 수 있다. 타축(1)의 축방향의 적어도 일부에 있어서, 타축(1)이 오일(51)에 의하여 점성 저항을 받도록 해 두면 된다. 이 경우에도, 타축(1)과 선체(60)와의 사이에 오일(51)에 의한 댐퍼(50)가 마련됨으로써, 댐퍼(50)가 타축(1)의 축선 둘레의 회전을 완충시킨다. 따라서, 타축(1)의 급격한 회전방향의 변화에 의하여 기어기구에 입력되는 동적하중의 영향을 완화시킬 수 있다. 그리고, 타축(1)의 동적인 거동에 의한 조타기(100)의 손상을 방지하는 것이 가능해진다.The damper 50 may be realized by filling the oil 51 between the other shaft 1 and the hull 60 as shown in Fig. By the oil 51, a viscous resistance can be obtained when the other shaft 1 rotates. The other shaft 1 may be made to receive the viscous resistance by the oil 51 at least in the axial direction of the other shaft 1. In this case also, the damper 50 is provided between the other shaft 1 and the hull 60 by the oil 51, thereby buffering the rotation of the damper 50 about the axis of the other shaft 1. Therefore, the influence of the dynamic load input to the gear mechanism can be alleviated by the change in the sudden rotational direction of the other shaft 1. It is also possible to prevent the steering wheel 100 from being damaged by the dynamic behavior of the other shaft 1.

다만, 상기 서술한 제1 및 제2 실시형태에서는, 구동원(6a)의 구동력을 2단계로 타축(1)으로 전달하는 구성에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 이 예에 한정되지 않는다. 구동원의 구동력을 1단계로 타축으로 전달하는 구성인 경우에도, 타축기어와 맞물리는 유성기어에 있어서, 상기 서술한 제1 기어와 제2 기어를 가지도록 해도 된다.However, in the first and second embodiments described above, the configuration in which the driving force of the driving source 6a is transmitted to the other shaft 1 in two stages has been described, but the present invention is not limited to this example. Even in the case of a configuration in which the driving force of the driving source is transmitted to the other shaft in one step, the above-described first gear and the second gear may be included in the planetary gear engaged with the other shaft gear.

또, 유성기어기구에 대해서도, 상기 서술한 예에 한정되지 않고, 다른 구성을 가지는 유성기어기구여도 되며, 이 때, 타축기어와 맞물리는 유성기어에 있어서, 상기 서술한 제1 기어와 제2 기어를 가지도록 해도 된다.In addition, the planetary gear mechanism is not limited to the above-described example, and may be a planetary gear mechanism having a different configuration. In this case, in the planetary gear engaged with the one-axis gear, .

1 타축
1a 플랜지부
2 타축기어
3 고정축
4 고정축기어
5 캐리어
5b 캐리어기어
6 구동장치
6a 구동원
6b 구동축
6c 구동기어
7 좌대
10a, 10b, 10c, 10d 유성기어
15 타베어링
16 지지축
17 좌대
18 타축지지기구
20a, 20b, 20c, 20d 유성기어
30a, 30b, 30c, 30d 유성축
40 클러치기구
50 댐퍼
100 조타기1 Other
1a flange portion
2-shaft gear
3 Fixed axis
4 fixed shaft gear
5 Carriers
5b carrier gear
6 drive
6a driving source
6b drive shaft
6c drive gear
7 seating
10a, 10b, 10c and 10d planetary gears
15 Wheels
16 Support shaft
17 seat
18 Shaft Supporting Mechanism
20a, 20b, 20c, 20d planetary gears
30a, 30b, 30c and 30d planetary shafts
40 Clutch mechanism
50 damper
100 rudder

Claims (2)

타축과,
상기 타축의 단부에 고정된 타축기어와,
상기 타축과 동일 축선을 가지고 마련됨과 함께 선체측에 고정된 고정축의 단부에 고정된 고정축기어와,
상기 고정축의 둘레로 회전 가능하게 설치되며, 외주에 캐리어기어가 마련된 캐리어와,
상기 캐리어기어로 구동력을 전달하여 상기 캐리어를 상기 고정축의 둘레로 회전시키는 구동기어와,
상기 구동기어를 구동하는 전동기를 구비하고,
상기 캐리어가, 복수의 유성축을 가지며,
상기 복수의 유성축의 각각이, 상기 고정축기어와 맞물리는 제1 유성기어와, 상기 타축기어와 맞물리는 제2 유성기어를 회전 가능하게 지지하고,
상기 타축은, 축선방향에 대하여 수직방향으로 이동 가능한 클러치기구를 가지는 조타기.The other shaft,
A one-axis gear fixed to an end of the other shaft,
A fixed shaft gear fixed to an end of a fixed shaft which is provided on the same side as the other shaft and fixed to the ship side,
A carrier rotatably provided around the fixed shaft, the carrier having an outer periphery provided with a carrier gear,
A drive gear which transmits a driving force to the carrier gear to rotate the carrier around the fixed shaft,
And an electric motor for driving the drive gear,
Wherein the carrier has a plurality of planetary shafts,
Wherein each of the plurality of planetary shafts rotatably supports a first planetary gear engaged with the fixed shaft gear and a second planetary gear engaged with the other shaft gear,
And the other shaft has a clutch mechanism movable in a direction perpendicular to the axial direction. 타축과,
상기 타축의 단부에 고정된 타축기어와,
상기 타축과 동일 축선을 가지고 마련됨과 함께 선체측에 고정된 고정축의 단부에 고정된 고정축기어와,
상기 고정축의 둘레로 회전 가능하게 설치되며, 외주에 캐리어기어가 마련된 캐리어와,
상기 캐리어기어로 구동력을 전달하여 상기 캐리어를 상기 고정축의 둘레로 회전시키는 구동기어와,
상기 구동기어를 구동하는 전동기와,
상기 타축둘레에 설치되며, 상기 타축의 축선둘레의 회전을 완충시키는 댐퍼
를 구비하고,
상기 캐리어가, 복수의 유성축을 가지며,
상기 복수의 유성축의 각각이, 상기 고정축기어와 맞물리는 제1 유성기어와, 상기 타축기어와 맞물리는 제2 유성기어를 회전 가능하게 지지하는 조타기.The other shaft,
A one-axis gear fixed to an end of the other shaft,
A fixed shaft gear fixed to an end of a fixed shaft fixed on the side of the ship,
A carrier rotatably provided around the fixed shaft, the carrier having an outer periphery provided with a carrier gear,
A drive gear which transmits a driving force to the carrier gear to rotate the carrier around the fixed shaft,
An electric motor for driving the drive gear,
A damper installed around the other shaft for buffering the rotation around the axis of the other shaft;
And,
Wherein the carrier has a plurality of planetary shafts,
Wherein each of the plurality of planetary shafts rotatably supports a first planetary gear engaged with the fixed shaft gear and a second planetary gear engaged with the other shaft gear.
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