操舵机及具备该操舵机的船舶的制作方法
【专利摘要】提供一种能够对舵轴的旋转进行制动并适当地固定舵轴的旋转位置的操舵机及具备该操舵机的船舶。对船舶的舵经由与该舵连结的舵轴(1)进行驱动的操舵机具备：舵轴齿轮(2)，其固定于舵轴(1)的端部；驱动齿轮(6c)，其向舵轴齿轮(2)传递驱动力，使舵轴(1)旋转；驱动源(6a)，其对驱动齿轮(6c)进行驱动；电磁制动部(70)，其对舵轴(1)的旋转进行制动，将舵轴(1)的旋转位置固定于规定位置。
【专利说明】操舵机及具备该操舵机的船舶
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种操舵机及具备该操舵机的船舶。
【背景技术】
[0002]一直以来，作为使船舶的舵进行动作的操舵机，已知有雷勃逊滑动(Rapson-slide)型的操舵机等液压式的操舵机。液压式的操舵机虽然具有能够对与舵连结的舵轴施加大的旋转力的优点，但是在利用电动马达等将电力转换为液压这方面存在能量转换效率变差这一缺点。另外，液压式的操舵机也存在工作油可能会向外部漏出而引起海洋污染的缺点。
[0003]鉴于如上的液压式的操舵机的缺点，提出了与液压式不同的其他方式的操舵机。
[0004]例如，在专利文献I中公开了一种齿轮式的操舵机，该齿轮式的操舵机经由安装于电动机的小齿轮，使设于在船舶的舵轴固定的回转环上的齿轮旋转。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2007-8189号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]然而，在专利文献I所公开的操舵机中，例如存在如下问题。
[0010]专利文献I所公开的操舵机虽然具有使舵轴旋转的机构，但是不具有对舵轴进行制动的机构，因此不能对舵轴的旋转进行充分的制动。
[0011]另外，与液压式的操舵机相比，齿轮式的操舵机由于具有齿隙(back lash ;齿面间的游隙)，因此难以将舵轴的旋转位置及与该舵轴连结的舵的旋转位置固定于正确的位置。
[0012]另外，在向舵施加某些外力的情况下等，舵轴的旋转位置及与该舵轴连结的舵的旋转位置有可能会发生变化。
[0013]本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够对舵轴的旋转进行制动从而适当地固定舵轴的旋转位置的操舵机及具备该操舵机的船舶。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]为了达到上述目的，本发明采用以下的方案。
[0016]本发明的操舵机对船舶的舵经由与该舵连结的舵轴进行驱动，其特征在于，具备:舵轴齿轮，其固定于所述舵轴的端部；驱动齿轮，其向所述舵轴齿轮传递驱动力，使所述舵轴旋转；驱动源，其对所述驱动齿轮进行驱动；制动部，其对所述舵轴的旋转进行制动，将所述舵轴的旋转位置固定于规定位置。
[0017]根据本发明的操舵机，驱动源的驱动力从驱动齿轮向舵轴齿轮传递，使舵轴旋转。另外，由于具备对舵轴的旋转进行制动并将舵轴的旋转位置固定于规定位置的制动部，因此可提供一种能够对舵轴的旋转进行制动并适当地固定舵轴的旋转位置的操舵机及具备该操舵机的船舶。
[0018]另外，本发明的第一方式的操舵机的特征在于，所述驱动源是电动马达，所述制动部是与所述电动马达的旋转轴连接的电磁制动器。由此，作为驱动源的电动马达的旋转由电磁制动器进行制动，并且来自驱动源的驱动力传递引起的舵轴的旋转也受到制动，从而能够将舵轴的旋转位置固定于规定位置。
[0019]另外，本发明的第二方式的操舵机的特征在于，具备:固定轴齿轮，其与所述舵轴具有同一轴线地设置，并且固定于在船身侧固定的固定轴的端部；支座，其设置成能够绕所述固定轴旋转，且在外周设有支座齿轮；制动盘，其与所述支座连结，所述驱动齿轮向所述支座齿轮传递驱动力，使该支座齿轮绕所述固定轴旋转，由此向所述舵轴齿轮传递所述驱动力，所述制动部经由所述制动盘对所述支座的旋转进行制动，将所述舵轴的旋转位置固定于所述规定位置。
[0020]由此，驱动源的驱动力传递引起的支座的旋转经由与支座连结的制动盘由制动部进行制动，而且经由支座传递驱动力引起的舵轴的旋转也受到制动。并且，能够将舵轴的旋转位置固定在规定位置。
[0021]另外，本发明的第三方式的操舵机的特征在于，具备限制部，所述限制部固定于所述舵轴，通过与固定于船身侧的限制构件抵碰来限制所述舵轴的旋转范围。由此，即使在舵轴的旋转由于某些原因而没能通过制动部适当地进行制动的情况下，也能够适当地限制舵轴的旋转范围。
[0022]在本发明的第二方式的操舵机中，也可以是如下结构:所述支座具有多个行星轴，所述多个行星轴分别将与所述固定轴齿轮啮合的第一行星齿轮和与所述舵轴齿轮啮合的第二行星齿轮支承为旋转自如，所述第二行星齿轮啮合的所述舵轴齿轮的啮合节圆半径与所述第一行星齿轮啮合的所述固定轴齿轮的啮合节圆半径不同。
[0023]通过这样的结构，驱动源的驱动力从驱动齿轮向支座齿轮传递，从支座具有的多个行星轴所支承的第二行星齿轮向舵轴齿轮传递驱动力。这样，通过采用将驱动源的驱动力分两个阶段向舵轴传递的结构，而使各齿轮实现小型化，其结果是，操舵机实现小型化。另外，由于第二行星齿轮啮合的舵轴齿轮的啮合节圆半径与第一行星齿轮啮合的固定轴齿轮的啮合节圆半径不同，因此对应于支座绕固定轴的旋转而舵轴相对于固定轴相对地旋转。这样，驱动源经由两个阶段的齿轮向舵轴传递驱动力，并且舵轴相对于固定轴相对地旋转，因此能够提供以高减速比对舵进行驱动的操舵机。
[0024]在以上的结构中，也可以使所述舵轴齿轮、所述固定轴齿轮、所述第一行星齿轮及所述第二行星齿轮的模数相等，所述固定轴齿轮与所述第一行星齿轮的齿数的总和等于所述舵轴齿轮与所述第二行星齿轮的齿数的总和。由此，在使用模数相等的齿轮时，能够通过同一行星轴适当地支承第一行星齿轮和第二行星齿轮。
[0025]在本发明的第二方式的操舵机中，也可以具备多个所述驱动源，所述多个驱动源分别经由所述驱动齿轮向所述支座齿轮传递驱动力。由此，向支座传递的驱动力增强，并且当某一驱动源发生故障时，也能够利用其他驱动源向支座传递驱动力。
[0026]另外，本发明的船舶的特征在于，具备前述的操舵机。
[0027]发明效果
[0028]根据本发明，可提供一种能够对舵轴的旋转进行制动并适当地固定舵轴的旋转位置的操舵机及具备该操舵机的船舶。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是第一实施方式的操舵机的局部纵剖视图。
[0030]图2是图1所示的操舵机的A-A向视横剖视图。
[0031]图3是图1所示的操舵机的B-B向视横剖视图。
[0032]图4是第一实施方式的舵轴齿轮和第二行星齿轮的局部放大图。
[0033]图5是第一实施方式的固定轴齿轮和第一行星齿轮的局部放大图。
[0034]图6是图1所示的操舵机的C-C向视横剖视图。
[0035]图7是第一实施方式的驱动装置及电磁制动器的详细图。
[0036]图8是第一实施方式的变形例的操舵机的局部纵剖视图。
[0037]图9是图8所示的操舵机的C-C向视横剖视图。
[0038]图10是第二实施方式的操舵机的局部纵剖视图。
[0039]图11是表示第二实施方式的制动盘及制动钳的图。
[0040]图12是第三实施方式的操舵机的局部纵剖视图。
【具体实施方式】
[0041]〔第一实施方式〕
[0042]以下，通过图1?图3对第一实施方式的操舵机100进行说明。图1是第一实施方式的操舵机100的局部纵剖视图。图2是图1所示的操舵机100的A-A向视横剖视图。图3是图1所示的操舵机100的B-B向视横剖视图。
[0043]如图1所示，本实施方式的操舵机100是对船舶的舵(未图示)经由与舵连结的舵轴I进行驱动的装置。操舵机100具备:舵轴1、舵轴齿轮2、固定轴3、固定轴齿轮4、支座(carrier) 5及驱动装置6。另外，本实施方式的船舶是通过由内燃机(未图示)驱动的螺杆得到推进力而进行推进的船舶。而且，在本实施方式的船舶中，操舵机100固定于船身，通过利用操舵机100对舵进行操作，能够任意地控制船舶的行进方向。
[0044]舵轴I是沿着铅垂方向的中心轴X配置的圆筒状的构件，其下端部与舵连结。另夕卜，在舵轴I的上端部固定有舵轴齿轮2。舵轴齿轮2例如通过螺栓等而与舵轴I紧固连结，当舵轴齿轮2旋转时，固定于舵轴齿轮2的舵轴I也旋转。因此，通过舵轴齿轮2的旋转，与舵轴I连结的舵以中心轴X为中心进行旋转。
[0045]固定轴3是与舵轴I具有同一轴线而设置的筒状的构件，其下端部通过螺栓等紧固构件而固定于作为船身侧的座台7。另外，在固定轴3的上端部，通过螺栓等紧固构件将固定轴齿轮4固定。固定轴3的内周的直径大于舵轴I的外周的直径。
[0046]在舵轴齿轮2与固定轴齿轮4之间，配置有对舵轴I的轴向的载荷进行支承的轴瓦40。轴瓦40固定于固定轴齿轮4的外周端部的上表面，与舵轴齿轮2的外周端部的下表面相接。
[0047]在固定轴3的外表面上，以压入状态嵌合有对支座5的载荷进行支承的支座轴承8的内圈内表面。另外，在固定轴3的外表面上，以压入状态嵌合有环状构件9的内表面，环状构件9在支座轴承8的下方配置。环状构件9的下端由座台7支承，环状构件9的上端与支座轴承8的内圈下表面相接。
[0048]在设于支座5的台阶部5a中，以压入状态嵌合有支座轴承8的外圈外表面。支座轴承8是滚动轴承，如前所述，其内圈内表面以压入状态嵌合在固定轴3的外表面上。从而，支座5设置成能够绕固定轴3旋转。
[0049]支座5的载荷经由台阶部5a施加在支座轴承8的外圈上表面上。施加于支座轴承8的外圈上表面上的支座5的载荷经由支座轴承8的内圈下表面而传递给环状构件9。这样，支座轴承8具备对支座5的载荷进行支承并将支座5设置为能够绕固定轴3旋转这一功能。
[0050]支座5是中心轴X方向的截面形状为圆形的构件，设置成能够绕固定轴3旋转。支座5在台阶部5a的半径方向外方的外周面上设有支座齿轮5b。支座齿轮5b通过对支座5的外周面进行加工而设置。
[0051]在支座齿轮5b上啮合有驱动齿轮6c，所述驱动齿轮6c经由驱动轴6b而与驱动源6a连结。如图7所示，驱动源6a由电动马达6d和减速器6e构成，电动马达6d的旋转轴的旋转力(驱动力)经由联结器6f传递给减速器6e。减速器6e经由一对锥齿轮6g、6h使电动马达6d的旋转轴的旋转力减速并向驱动轴6b传递，且经由驱动轴6b使驱动齿轮6c旋转。驱动齿轮6c向支座齿轮5b传递驱动力从而使支座5绕固定轴3旋转。驱动源6a对驱动齿轮6c进行驱动并向支座齿轮5b传递驱动力。驱动源6a在设有固定轴3的座台7上设置。
[0052]在电动马达6d的旋转轴上经由联结器72连结有电磁制动器70，电动马达6d的旋转由电磁制动器70制动。电磁制动器70是指利用通过向励磁线圈(未图示)通电而产生的电磁力对电动马达6d的旋转轴进行制动，从而在规定的旋转位置保持旋转轴的装置。励磁线圈的通电状态通过来自控制部(未图示)的控制命令来切换。在本实施方式中，作为电磁制动器70，使用通过进行向励磁线圈的通电而进行动作(制动)的励磁工作型的电磁制动器，但也可以使用在切断向励磁线圈的通电时进行动作(制动)的无励磁工作型的电磁制动器。
[0053]如图1所示，本实施方式的操舵机100具备驱动装置60。驱动装置60通过经由驱动轴60b连结的驱动齿轮60c，将驱动源60a的驱动力向支座齿轮5b传递。需要说明的是，驱动装置60的结构与驱动装置6的结构同样，因而省略说明。另外，在电动马达60d(未图示)的旋转轴上经由联结器73连结有电磁制动器71，电动马达60d(未图示)的旋转由电磁制动器71制动。电磁制动器71与前述的电磁制动器70是同样的结构，因而省略说明。
[0054]在本实施方式中设置了两个驱动装置(驱动源)，但也可以采用仅设置其中任一方的驱动装置的结构。
[0055]支座5具有四根行星轴30a、30b、30c、30d。图1是操舵机100的局部纵剖视图，示出了行星轴30a和行星轴30b。行星轴30a是上端和下端分别固定于支座5的轴状构件。在行星轴30a设有内圈以压入状态嵌合的两个滚动轴承(未图示)，行星齿轮1a及行星齿轮20a以压入状态嵌合于两个滚动轴承的外圈。这样，行星轴30a将与固定轴齿轮4啮合的行星齿轮1a (第一行星齿轮)和与舵轴齿轮2啮合的行星齿轮20a (第二行星齿轮)。
[0056]同样，行星轴30b将行星齿轮1b和行星齿轮20b支承为旋转自如。同样，行星轴30c(未图示)将行星齿轮1c(未图示)和行星齿轮20c(未图示)支承为旋转自如。同样，行星轴30d(未图示)将行星齿轮1d(未图示)和行星齿轮20d(未图示)支承为旋转自如。行星齿轮1a?1d(第一行星齿轮)与固定轴齿轮4啮合，行星齿轮20a?20d(第二行星齿轮)与舵轴齿轮2啮合。
[0057]图2是图1所示的操舵机100的A-A向视横剖视图。如图2所示，行星齿轮20a?20d(第二行星齿轮)在舵轴齿轮2的圆周方向的四个位置配置成分别隔开各90°的间隔而与舵轴齿轮2啮合。随着支座5绕固定轴3旋转，行星齿轮20a?20d仍分别维持各90°的间隔而相对于固定轴3进行旋转。
[0058]图3是图1所示的操舵机100的B-B向视横剖视图。如图3所示，行星齿轮1a?1d(第一行星齿轮)在固定轴齿轮4的圆周方向的四个位置配置成分别隔开各90°的间隔而与固定轴齿轮4啮合。随着支座5绕固定轴3旋转，行星齿轮1a?1d仍分别维持各90°的间隔而相对于固定轴3进行旋转。
[0059]在此，对在本实施方式中从驱动齿轮6c向舵轴齿轮2传递的驱动力的速度比(减速比)进行说明。在以下的说明中，固定轴齿轮4与行星齿轮1a?1d啮合的情况下，固定轴齿轮4的模数与行星齿轮1a?1d的模数相等。另外，在舵轴齿轮2与行星齿轮20a?20d啮合的情况下，舵轴齿轮2的模数与行星齿轮20a?20d的模数相等。在此，模数是指节圆直径除以齿数而得到的值。
[0060]本实施方式的操舵机100满足以下的条件式。
[0061]i0 = (Zb.Zd)/(Za.Zd) (I)
[0062]il = (l-1O)/1 (2)
[0063]i2 = Zf/Ze (3)
[0064]i3 = il.i2 (4)
[0065]Za+Zb = Zc+Zd (5)
[0066]Za Φ.Zd (6)
[0067]Zb 乒 Zc (7)
[0068]在此，Za:固定轴齿轮4的齿数、Zb:行星齿轮1a?1d的齿数、Zc:行星齿轮20a?20d的齿数、Zd:舵轴齿轮2的齿数、Ze:驱动齿轮6c的齿数、Zf:支座齿轮5b的齿数、il:支座5与舵轴I的速度比(减速比)、?2:驱动齿轮6c与支座5的速度比(减速比)、i3:驱动齿轮6c与舵轴I的速度比(减速比)。
[0069]由以上的条件式可知，驱动齿轮6c与舵轴I的减速比根据固定轴齿轮4的齿数Za、行星齿轮1a?1d的齿数Zb、行星齿轮20a?20d的齿数Zc、舵轴齿轮2的齿数Zd、驱动齿轮6c的齿数Ze及支座齿轮5b的齿数Zf来确定。
[0070]需要说明的是，行星齿轮1a?1d的齿数分别相同，Zb是指该相同的齿数。另夕卜，行星齿轮20a?20d的齿数分别相同，Zc是指该相同的齿数。
[0071]条件式(5)是能够将舵轴I与固定轴3具有同一轴线地设置且行星齿轮10(10a?1d)与行星齿轮20 (20a?20d)被行星轴30 (30a?30d)支承的条件。通过满足这样的条件，能够使舵轴I与行星轴30的轴间距离等于固定轴3与行星轴30的轴间距离。
[0072]条件式(6)及(7)是对应于支座5绕固定轴3的旋转而用于使舵轴I相对于固定轴3相对地进行旋转的条件。在条件式(6)及(7)均不满足时，固定轴齿轮4的齿数Za与舵轴齿轮2的齿数Zd相等，并且，行星齿轮10的齿数Zb与行星齿轮20的齿数Zc相等。在该情况下，虽然行星齿轮20绕舵轴齿轮2在周向上旋转，但是舵轴齿轮2不会相对于固定轴齿轮4相对地进行旋转，而保持静止。通过满足条件式(6)及(7)，能够对应于支座5绕固定轴3的旋转而使舵轴I相对于固定轴3相对地进行旋转。
[0073]以上，说明了固定轴齿轮4与行星齿轮1a?1d啮合时的固定轴齿轮4的模数与行星齿轮1a?1d的模数相等的情况。另外，说明了舵轴齿轮2与行星齿轮20a?20d啮合时的舵轴齿轮2的模数与行星齿轮20a?20d的模数相等的情况。然而，在它们的模数不同的情况下也能够应用本实施方式。此种情况下的操舵机100取代前述的条件式(5)?
(7)而满足以下的条件式(8)?(10)。
[0074]rl+r2 = r4+r5 (8)
[0075]rl Φ.r3 (9)
[0076]r2 Φ.r4 (10)
[0077]在此，如图4及图5所示，rl:从舵轴齿轮2的中心Ol到啮合点Pl的距离、r2:从行星齿轮20a?20d的中心02到啮合点Pl的距离、r3:从固定轴齿轮4的中心03到啮合点P2的距离、r4:从行星齿轮1a?1d的中心04到啮合点P2的距离。
[0078]条件式(8)是能够将舵轴I与固定轴3具有同一轴线地设置且行星齿轮10(10a?1d)与行星齿轮20 (20a?20d)被行星轴30 (30a?30d)支承的条件。通过满足这样的条件，能够使舵轴I与行星轴30的轴间距离等于固定轴3与行星轴30的轴间距离。
[0079]条件式(9)是表示行星齿轮20 (20a?20d)啮合的舵轴齿轮2的啮合节圆半径rl与行星齿轮10 (10a?1d)啮合的固定轴齿轮4的啮合节圆半径r3不同的条件式。另外，条件式(10)是表示舵轴齿轮2啮合的行星齿轮20 (20a?20d)的啮合节圆半径r2与固定轴齿轮4啮合的行星齿轮10 (1a?1d)的啮合节圆半径r4不同的条件式。
[0080]条件式(9)及(10)是对应于支座5绕固定轴3的旋转而用于使舵轴I相对于固定轴3相对地进行旋转的条件。在条件式(9)及(10)均不满足时，从舵轴齿轮2的中心01到啮合点Pl的距离rl与从固定轴齿轮4的中心03到啮合点P2的距离r3相等，从行星齿轮20a的中心02到啮合点Pl的距离r2与从行星齿轮1a的中心04到啮合点P2的距离r4相等。在该情况下，虽然行星齿轮20绕舵轴齿轮2在周向上旋转，但是舵轴齿轮2不会相对于固定轴齿轮4相对地进行旋转，而保持静止。通过满足条件式(9)及(10)，能够对应于支座5绕固定轴3的旋转而使舵轴I相对于固定轴3相对地进行旋转。
[0081]接着，使用图1及图6，说明在本实施方式中对舵轴I的旋转范围进行限制的结构。图6是图1所示的操舵机100的C-C向视横剖视图。
[0082]限动器80(80a、80b)是固定于舵轴I的剖视观察大致圆形的构件，在与舵轴I的中心轴X正交的方向上延伸。在作为船身侧的座台95上固定有限制构件90 (90a、90b)。限制构件90a被固定在当舵轴I从基准位置顺时针地旋转了规定角度α时、限制构件90a与限动器80a发生抵碰的位置。另外，限制构件90b被固定在当舵轴I从基准位置逆时针地旋转了规定角度α时、限制构件90b与限动器80b发生抵碰的位置。
[0083]这样，将限动器80 (限制部)固定于舵轴1，使其抵碰于在船身侧固定的限制构件90，由此，将舵轴I的旋转范围相对于基准位置而限制成规定的旋转范围(_α °?+ α ° )。作为规定的旋转范围，可以根据船舶的种类、性能等而适当地设定，例如，相对于基准位置而设定-35°?+35°的范围即可。
[0084]这样，根据本实施方式的操舵机100，驱动源6a、60a的驱动力从驱动齿轮6c、60c向舵轴齿轮2传递，使舵轴I旋转。另外，由于具备对舵轴I的旋转进行制动并将舵轴I的旋转位置固定于规定位置的电磁制动器70、71，因此能够提供一种能够对舵轴I的旋转进行制动并将舵轴I的旋转位置适当地固定的操舵机100及具备该操舵机100的船舶。
[0085]另外，本实施方式的操舵机100中，驱动源6a、60a是电动马达6d、60d，制动部是与电动马达6d、60d连接的电磁制动器70、71。由此，作为驱动源6a、60a的电动马达6d、60d的旋转由电磁制动器70、71进行制动，并且来自驱动源6a、60a的驱动力传递引起的舵轴I的旋转也受到制动，从而能够将舵轴I的旋转位置固定于规定位置。
[0086]另外，本实施方式的操舵机具备限动器80a、80b(限制部)，所述限动器80a、80b固定于舵轴I且通过与固定于船身侧的限制构件90a、90b抵碰来限制舵轴I的旋转范围。由此，即使在舵轴I的旋转由于某些原因而没能通过电磁制动器70、71适当地进行制动的情况下，也能够适当地限制舵轴I的旋转范围。
[0087]另外，在本实施方式的操舵机100中具备多个驱动源，多个驱动源6a、60a分别为经由驱动齿轮6c向支座齿轮5b传递驱动力的结构。由此，向支座5传递的驱动力增强，并且即使在某一驱动源发生故障时，也能够利用其他驱动源向支座5传递驱动力。
[0088]接着，使用图8及图9，对第一实施方式的变形例进行说明。
[0089]图6所示的限动器80是设于舵轴I的两个部位的结构。与之相对，如图8所示，本变形例仅在舵轴I的一个部位设置限动器81。图9是图8所示的操舵机100’的C-C向视横剖视图。
[0090]限动器81是固定于舵轴I的剖视观察大致圆形的构件，在与舵轴I的中心轴X正交的方向上延伸。在作为船身侧的座台95上固定有限制构件91 (91a,91b)。限制构件91a被固定在当舵轴I从基准位置顺时针地旋转了规定角度α时、限制构件91a与限动器81发生抵碰的位置。另外，限制构件91b被固定在当舵轴I从基准位置逆时针地旋转了规定角度α时、限制构件91b与限动器81发生抵碰的位置。
[0091]这样，将限动器81 (限制部)固定于舵轴1，使其抵碰于在船身侧的座台95固定的限制构件91a、91b，从而将舵轴I的旋转范围相对于基准位置限制成规定的旋转范围(_α°?+α° )。作为规定的旋转范围，可以根据船舶的种类、性能等而适当地设定，例如，相对于基准位置而设定-35°?+35°的范围即可。
[0092]〔第二实施方式〕
[0093]接着，使用图10、图11，对第二实施方式的操舵机200进行说明。图10是第二实施方式的操舵机200的局部纵剖视图。图11是表示第二实施方式的制动盘及制动装置的图。
[0094]第一实施方式的操舵机100通过与作为驱动源的电动马达6d、60d的旋转轴连结的电磁制动器70，71对舵轴I的旋转进行制动。相对于此，第二实施方式的操舵机200通过与支座5连结的制动盘75及制动装置(brake装置)210对舵轴I的旋转进行制动。
[0095]需要说明的是，第二实施方式是第一实施方式的变形例，除了以下特别说明的情况以外，其他结构与第一实施方式相同，因此省略以下的说明。
[0096]如图10及图11所示，制动盘75是厚度大致恒定且俯视为环状的构件。制动盘75例如为金属制，通过螺栓79而与支座5连结。在图10中示出了螺栓79a和螺栓79b，但在支座5的圆周方向的多个部位上配置有其他螺栓。如图10所示，制动钳76a配置为夹住制动盘75的外周。制动钳76a中设置有一对制动钳活塞77a、77b。制动钳活塞77a、77b的前端分别配置有制动块78a、78b。
[0097]制动钳活塞77a、77b根据来自控制部(未图示)的制动指示，将制动块78a、78b相对于制动盘75压出。由制动块78a、78b夹住的制动盘75通过与制动块78a、78b之间产生的摩擦力而受到制动，减弱与制动盘75连结的支座5的旋转力。由于制动装置210的制动而旋转力减弱了的支座5最终停止旋转，固定于规定位置。另外，支座5经由行星齿轮20a向舵轴I传递驱动力，因此在支座5的旋转停止时，舵轴的旋转位置固定于规定位置。
[0098]图10中仅示出了制动装置210a，但如图11所示，配置在制动盘75的周向的多个部位。图11中示出了在制动盘75的周向的三个部位配置制动装置210a、210b、210c这三个的例子。制动装置不限于三个部位，也可以配置于任意的部位。在此，图11所示的制动装置210a、210b、21c固定于船身侧，即使支座5旋转，制动装置210a、210b、21c的位置也仍固定。另外，制动装置210b、210c的结构与制动装置210a的结构相同，因此省略说明。
[0099]这样，根据本实施方式的操舵机200，驱动源6a、60a的驱动力传递引起的支座5的旋转经由与支座5连结的制动盘75而由制动装置(制动部)210a进行制动，而且经由支座5传递驱动力引起的舵轴I的旋转也受到制动。而且，能够将舵轴I的旋转位置固定于规定位置。
[0100]〔第三实施方式〕
[0101]接着，使用图12，对第三实施方式的操舵机300进行说明。图12是第三实施方式的操舵机300的局部纵剖视图。
[0102]第二实施方式的操舵机200通过制动装置210a、210b、210c对与支座5连结的一片制动盘75进行制动。相对于此，第三实施方式的操舵机300通过固定于制动钳86a的多片制动盘88a、88b、88c对与支座5连结的多片制动盘85a、85b进行制动。
[0103]需要说明的是，第三实施方式是第二实施方式的变形例，除了以下特别说明的情况之外，其他结构与第一实施方式及第二实施方式相同，因而省略以下的说明。
[0104]图12所示的制动盘85a、85b是厚度大致恒定且俯视为环状的构件。制动盘85a、85b例如为金属制，通过螺栓(未图示)与支座5连结。如图12所示，制动钳86a配置为夹住制动盘85a、85b的外周。制动钳76a中设置有一对制动钳活塞87a、87b。
[0105]多片制动盘88a、88b、88c之间配置有多片制动盘85a、85b。制动盘88a的上表面与制动钳活塞87a的前端面对置，制动盘88b的下表面与制动钳活塞87b的前端面对置。
[0106]制动钳活塞87a根据来自控制部(未图示)的制动指示，将其前端面相对于制动盘88a的上表面压出。另外，制动钳活塞87b根据来自控制部(未图示)的制动指示，将其前端面相对于制动盘88c的下表面压出。对应于制动钳活塞87a、87b的前端面的压出而制动盘88a、88b、88c与制动盘85a、85b的间隔变窄。通过制动盘88a、88b、88c与制动盘85a、85b相接而在盘间产生摩擦力。而且，与制动盘85a、85b连结的支座5的旋转力减弱，支座5受到制动。由于制动装置310a的制动而旋转力减弱了的支座5最终停止旋转，固定于规定位置。另外，支座5经由行星齿轮20a向舵轴I传递驱动力，因此在支座5的旋转停止时，舵轴的旋转位置固定于规定位置。
[0107]图10中仅示出了制动装置210a，但配置在制动盘75的周向的多个部位。φ恸装置例如可以配置在三个部位，但不限于三个部位，也可以配置于任意的部位。在此，制动装置310a固定于船身侧，即使支座5旋转，制动装置310a的位置也仍固定。
[0108]这样，根据本实施方式的操舵机200，驱动源6a、60a的驱动力传递引起的支座5的旋转经由与支座5连结的制动盘75而由制动装置(制动部)310a进行制动，而且经由支座5传递驱动力引起的舵轴I的旋转也受到制动。而且，能够将舵轴I的旋转位置固定于规定位置。
[0109]〔其他实施方式〕
[0110]第一实施方式使用了电磁制动器70、71作为对舵轴I的旋转进行制动的制动部。另外，第二实施方式及第三实施方式使用了制动装置210、310作为对舵轴I的旋转进行制动的制动部。如上，在各实施方式中，使用了电磁制动器和制动装置中的任一方，但也可以将它们并用。例如，可以在图10所示的第二实施方式的操舵机200中使用电磁制动器70、71。另外，例如，也可以在图12所示的第三实施方式的操舵机300中使用电磁制动器70、71。
[0111]作为第二实施方式的制动钳活塞77和第三实施方式的制动钳活塞87，可以使用各种方式的活塞。例如，也可以采用通过空气压、油压、水压等压出活塞的方式。另外，例如，也可以采用通过弹簧的作用力压出活塞，并使用电磁离合器对弹簧的作用力进行限制的方式。在该情况下，只要在向电磁离合器供给电压时解除弹簧的作用力，即使在电力供给由于某些原因而被切断的情况下，也能够通过弹簧的作用力压出活塞，对舵轴的旋转位置进行固定。即，能够适当地防止在电力供给切断时、舵的方向不固定而无法控制船舶的情况。
[0112]在本实施方式的操舵机中也可以设置能够检测舵轴的旋转位置的编码器等传感器。由此，例如，能够根据传感器的输出而适当地控制驱动源对支座的驱动和制动部对支座的制动，从而将舵轴的旋转位置准确地固定在规定位置。
[0113]第一实施方式的操舵机由驱动源6a、60a对与驱动轴6b、60b连结的驱动齿轮6c、60c进行驱动，并且经由支座5和行星齿轮20向舵轴齿轮2传递驱动力，但也可以是其他方式。例如，也可以使与驱动轴6b、60b连结的驱动齿轮6c、60c和与驱动轴6b、60b连结的舵轴齿轮2啮合，从驱动源6a、60a向舵轴I直接传递驱动源6a、60a的驱动力。
[0114]符号说明:
[0115]I舵轴
[0116]2舵轴齿轮
[0117]3固定轴
[0118]4固定轴齿轮
[0119]5支座
[0120]5b支座齿轮
[0121]6、60驱动装置
[0122]6a、60a 驱动源
[0123]6b、60b 驱动轴
[0124]6c、60c 驱动齿轮
[0125]6d电动马达
[0126]6e减速器
[0127]6f联结器
[0128]7座台
[0129]10行星齿轮(第一行星齿轮)
[0130]20行星齿轮(第二行星齿轮)
[0131]30行星轴
[0132]40轴瓦
[0133]70、71电磁制动器
[0134]75、85制动盘
[0135]76、86制动钳
[0136]77、87制动钳活塞
[0137]80,81限动器(限制部)
[0138]90,91限制构件
[0139]100、100’、200、30操舵机
[0140]210制动装置
【权利要求】
1.一种操舵机，其对船舶的舵经由与该舵连结的舵轴进行驱动，其特征在于，具备: 舵轴齿轮，其固定于所述舵轴的端部； 驱动齿轮，其向所述舵轴齿轮传递驱动力，使所述舵轴旋转； 驱动源，其对所述驱动齿轮进行驱动；制动部，其对所述舵轴的旋转进行制动，将所述舵轴的旋转位置固定于规定位置。
2.根据权利要求1所述的操舵机，其特征在于， 所述驱动源是电动马达， 所述制动部是与所述电动马达的旋转轴连接的电磁制动器。
3.根据权利要求1所述的操舵机，其特征在于，具备: 固定轴齿轮，其与所述舵轴具有同一轴线地设置，并且固定于在船身侧固定的固定轴的端部; 支座，其设置成能够绕所述固定轴旋转，且在外周设有支座齿轮； 制动盘，其与所述支座连结， 所述驱动齿轮向所述支座齿轮传递驱动力，使该支座齿轮绕所述固定轴旋转，由此向所述舵轴齿轮传递所述驱动力， 所述制动部经由所述制动盘对所述支座的旋转进行制动，将所述舵轴的旋转位置固定于所述规定位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的操舵机，其特征在于， 所述操舵机具备限制部，该限制部固定于所述舵轴，通过与固定于船身侧的限制构件抵碰来限制所述舵轴的旋转范围。
5.根据权利要求3所述的操舵机，其特征在于， 所述支座具有多个行星轴， 所述多个行星轴分别将与所述固定轴齿轮啮合的第一行星齿轮和与所述舵轴齿轮啮合的第二行星齿轮支承为旋转自如， 所述第二行星齿轮啮合的所述舵轴齿轮的啮合节圆半径与所述第一行星齿轮啮合的所述固定轴齿轮的啮合节圆半径不同。
6.根据权利要求5所述的操舵机，其特征在于， 所述舵轴齿轮、所述固定轴齿轮、所述第一行星齿轮及所述第二行星齿轮的模数相等，所述固定轴齿轮与所述第一行星齿轮的齿数的总和等于所述舵轴齿轮与所述第二行星齿轮的齿数的总和。
7.根据权利要求5或6所述的操舵机，其特征在于， 所述操舵机具备多个所述驱动源， 所述多个驱动源分别经由所述驱动齿轮向所述支座齿轮传递驱动力。
8.一种船舶，其特征在于，具备权利要求1至7中任一项所述的操舵机。
【文档编号】F16H1/28GK104487341SQ201380039053
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年10月3日 优先权日:2012年10月3日
【发明者】久保田满繁, 键本良实, 秋山阳 申请人:三菱重工业株式会社