舵軸に船舵を取り付けるための配置、舵軸、船舵、及び、舵軸から船舵を取り外す方法

专利摘要:
本発明は、舵軸（１）に船舵を取り付ける装置及び方法に関する。舵軸（１）は、円筒部（２）と、円錐部（５）の次に連続する円筒部（４）を有する拡張突縁部（３）と、を含んでいる。舵は、舵要素（６）と、舵要素（６）に取り付けるためのフランジ要素（８）と、を含んでいる。フランジ要素（８）は、舵軸（１）の円筒部（７）に嵌合して円筒部（７）に対して滑動し、円筒部（７）を密閉して囲む内部円筒部（９）と、舵軸の突縁部（３）の円筒部（４）周りで滑動して円筒部（４）に嵌合する配置のための内側円筒部（７）と、を含んでいる。舵要素（６）は、舵軸（１）の円錐部（５）の円錐部に嵌合して取り付けるための円錐孔（２１）も含んでいる。フランジ要素の拡張突縁部（３）と舵要素（６）にフランジ要素（８）を締め付ける手段との間に油圧を作用させるための流路が設けられる。さらに、本発明は、船舵用の舵軸（１）、円錐孔を有する船舵、舵軸（１）から船舵を取り外す方法を備える。
公开号:JP2011509215A
申请号:JP2010542186
申请日:2009-01-09
公开日:2011-03-24
发明作者:エルベスタッド，スティグ
申请人:ロールス−ロイス マリン アクスイェ セルスカプ；
IPC主号:B63H25-38

专利说明:

[0001] 本発明は、円錐孔を有する船舵を舵軸に取り付ける装置、舵軸、舵内に円錐孔を有する船舵、及び、船舵に舵軸を取り付ける方法に関する。]
背景技術

[0002] 舵と舵軸との間の円錐接続を用いた船舵の取り付け中、現在の解決策は、流体力学、推進効率、設置工程及び製造コストに関する舵設計の最適化に制約を生じることが分かってきた。]
発明が解決しようとする課題

[0003] 今日、標準的には舵は円錐接続によって舵軸に取り付けられており、円錐接続では、舵と舵軸との間で円錐面内に油圧が作用し、また、油圧は、内部油圧ピストンを有するナット（油圧ナット）として標準的に形成された組立手段に作用する。油圧ナットは、舵軸の下部に組み付けられており、舵内に下向きに舵軸を引っ張っている。舵の１以上の開口を通じてナットにアクセスする必要がある。組立工程が実施された際、組立手段すなわちナットは、舵軸に対して締め付けられ、その後、たとえ円錐接続が失敗したとしても舵の抜け落ちに対する安全装置として機能する。舵の開口はその後は１以上のカバーで閉鎖される。しかしながら、特に、大きな径の舵軸の場合、油圧ナットは大きくて嵩張り、損傷に対して無防備であることから、この解決策は好ましくない。さらに、油圧ナットへのアクセスのための舵の開口は、好ましくない応力集中を引き起こし、舵のこの部分の材料断面を減少させる。これは、舵の物理的強度を低下させ、舵内でさらに嵩張った大型の構造で補われなければならない。このことは再び製造コストの増大を引き起こす。さらに、舵は、油圧ナットのための空間を物理的に包含していなければならず、舵の厚みはこの空間によって決定される場合がある。このことは、流体力学及び推進効率に関する舵設計の最適化においてさらなる制約を生じさせる。]
[0004] 特開平８−３４３９７号公報には、円錐部を有する舵軸と舵との組立体用構造と、油圧締め付け用システムとが示されている。]
課題を解決するための手段

[0005] 本発明に係る組立体の概念では、上述のような既に存在している円錐接続に対応した円錐接続が用いられている。しかしながら、舵軸は、上述の解決策において油圧ナットによって提供される組立力に代えて油圧が作用する際にチャンバが形成されるように、舵の上部に向かって形成されている。組立工程が実施された際、チャンバは適切なユニットで締め付けられ、こうしたことは、その後、たとえ円錐接続が失敗したとしても舵の抜け落ちを防止する安全装置として機能するであろう。この解決策では、より少数でより小型の構成要素が達成され、舵面の開口の必要性は排除される。こうして、舵の構造はよりほっそりしてより軽量化されることが可能で、製造コストは低減されることが可能である。同様の理由で、舵設計の大部分は流体力学及び推進効率に関して最適化されることが可能である。本発明で規定される解決策では、言い替えれば、舵及び舵軸で完成するチャンバ内の油圧からの組立力を用いて舵と舵軸との間の接続を達成することが可能であり、組立力は、舵と舵軸との間の円錐接続において錐面の最大径の位置に作用することが可能である。舵と舵軸との間の円錐接続は、従って、錐面の最小径へのアクセスを必要としない組立工程を有している。組立手段、又は、錐面へのアクセスのための舵の外板の開口は必要とされない。さらに、舵軸のねじやま部、油圧ナット、又は、たとえ円錐接続が失敗したとしても舵の抜け落ちを防止する安全装置としての錐面より下側のナットは必要とされない。]
[0006] 従って、本発明は、対応の円錐部を有する舵軸への、円錐孔を有する船舵の取り付け装置に関する。舵軸は円筒部を含んでおり、舵に向かう方向において、前記円筒部の次に拡張突縁部の円筒部が連続しており、当該円筒部の次に舵軸の円錐部が連続している。舵は、舵部と、舵要素内への取り付けのためのフランジ要素すなわちフランジ部と、を含んでいる。フランジ要素は、舵軸の円筒部に嵌合して滑動するとともに円筒部を密閉して囲む内側円筒部を含んでいる。さらに、拡張突縁部より上方でフランジ要素に油圧を作用させる流路が設けられている。フランジ要素は、典型的にはフランジ上及び舵部上のボルトやねじ付きリング／ねじ付きカラーなどのような締め付け手段によって舵要素に締め付けられることが可能である。フランジ要素はまた、舵軸の突縁部の円筒部周りに滑動して嵌合する配置のための内側円筒部を含んでいる。]
[0007] 円筒部は、舵軸の一部とフランジとの間に、フランジ及び舵部に関して舵軸を下向きに押しやるための油圧を受けることが可能な密閉チャンバが形成されることを保証する。舵軸の円筒部と拡張突縁部の円筒部との間の領域で舵軸とフランジ部との間に油圧を作用させるために流路が設けられている。フランジと舵軸との間には、それらの部分を引き離す方向に油圧が押しやる際に拡張するチャンバが形成されている。]
[0008] ボルトが使用される場合には、ボルトは舵部及びフランジ部の間に延びてもよい。ボルトは、典型的には、フランジ部周りに輪になって配置される。]
[0009] 舵部に向かってフランジ部を締め付けるためにねじ付きリングが使用される場合、これは、フランジ部上の雄ねじと舵部上の雌ねじとを含み得る。この場合、フランジ部は、締め付け目的のための適切な手段との接触のために溝付き加工された部分を含み得る。]
[0010] さらに、装置は、組立中に舵部内の円錐孔を拡張するために舵部の円錐孔と舵軸の円錐部との間に油圧を作用させるための流路を含み得る。流路は、当該流路が使用されない時に適切な密閉ボルト又は密閉プラグで典型的に塞がれてもよい。]
[0011] 舵軸の円筒部とフランジ部の内側円筒部との間の密閉用、及び、舵軸の拡張突縁部の円筒部とフランジ部の内側円筒部との間の密閉用に、組立中に油圧油の漏れを防止するため、かつ、それらの要素の間への海水の進入を防止するため、密閉リングが設けられてもよい。これらの密閉リングは、組立中、円筒面の間でピストンリングとしての機能を果たすであろう。密閉リングはエラストマー材料から典型的に形成されるであろう。]
[0012] 舵の円錐孔は底部の中に延びてもよく、舵軸は端部を含んでいる。底部及び端部は、組立中に排出するため、かつ、取り外しのために油圧を作用させるため、密閉可能な供給路を有する密閉チャンバを形成してもよい。排出は、組立中にチャンバ内で好ましくなく圧力が増大しないことを保証する。]
[0013] 密閉リングは、舵軸の円錐部と円錐孔との間で、錐面の上側部でフランジに近い位置と、錐面の下側部で舵軸の端部に近い位置と、に配置されてもよい。密閉リングの目的は、組立中に十分な圧力が達成されるように、海水の進入を防止することと油圧油の漏れを抑制することとである。]
[0014] 舵軸の下端にナットの取り付けは必要とされないので、舵軸の端部は実質的に平面であってもよい。]
[0015] さらに、本発明は、上述のような装置を用いた舵の固定に適した舵に取り付けるための部分を有する船舵用舵軸に関する。前記部分は円筒部を含んでおり、舵に向かう方向において、前記円筒部の次に拡張部の円筒部が連続し、当該円筒部の次に円錐部が連続している。]
[0016] 円錐部は平面の端部にさらに移行してもよい。]
[0017] 舵軸は、拡張部の円筒部より後ろの段差をさらに含み得る。]
[0018] さらに、本発明は、上述のような装置を用いた舵軸の取り付けに適した、舵内に円錐孔を有する船舵に関する。舵は、舵部と、フランジ部と、舵部にフランジ部を締め付ける手段とを含む。フランジ部は、舵軸との密閉・スライド接触のための第１径を有する少なくとも１つの内側円筒部と、フランジ部上で第１径より大きな第２径を有する少なくとも１つのさらなる円筒部と、を含んでいる。]
[0019] 舵部の円錐孔は円錐部の下端の閉鎖底部で止まり得る。]
[0020] 舵は、閉鎖底部に油圧を作用させるための流路をさらに含み得る。]
[0021] 船舵に舵軸を取り付ける方法は、舵の円錐孔内に舵軸の円錐部を誘導する工程を含み得る。フランジ部は、舵軸上に円筒部を有する拡張突縁部の端まで舵軸上で誘導される。フランジ部は、その後、これらの構成要素をお互いに向かって締め付ける手段で舵部に向かって締め付けられ得る。舵軸の円錐部が舵部の円錐孔内に押し下げられるように、フランジ部と舵軸の拡張突縁部との間に油圧が作用する。油圧は、その後、取り払われ、フランジ部は締め付け手段で舵部に向かってさらに締め付けられる。]
[0022] 前記方法は、舵軸が舵部内に押し下げられる際に円錐孔を拡張するための流路を通じて舵軸の円錐部と舵部の円錐孔との間に油圧を作用させる工程をさらに含む。]
[0023] 船舵は、フランジ部と舵部との間の締め付け手段を緩めることによって舵軸から取り外されることが可能で、舵軸が舵部から外側に押し出されるように、密閉可能な供給路を通じて舵軸の端部と円錐孔の底部との間のチャンバに圧力を作用させる。]
図面の簡単な説明

[0024] 本発明に係る舵及び舵軸の断面を示す図である。
図１の詳細を示す図である。] 図１
実施例

[0025] 図１には、本発明に係る舵軸１に取り付けられた舵の断面が示されている。舵は舵部６とフランジ部８とを含んでいる。舵部６は、舵軸１に取り付けられて図示され、舵軸１はさらに船舶２０に支持されている。] 図１
[0026] フランジ部８は、舵部６に取り付けられて図示されており、舵軸１周りに配置されている。]
[0027] 図１に示されるように、舵６には開口はなく、これは前述のような利点を有している。] 図１
[0028] 図２には、舵要素６、舵軸１、フランジ部８及び船舶２０がさらに詳細に示されている。] 図２
[0029] 図２では、舵軸１が、拡張突縁部３の次に連続する円筒部２をどのように含んでいるかが示される。拡張突縁部３は、円筒部２よりも大径の円筒部４も含んでいる。円筒部２及び拡張突縁部３の円筒部４は、舵軸１周りに配置されたフランジ要素８に密閉・滑動接触している。密閉材すなわち密閉リング１２、１３が、円筒領域上でフランジ要素８及び舵軸１の間の密閉のために配置されている。] 図２
[0030] 舵軸１又はフランジ要素８は、密閉リング１２及び密閉リング１３の間に油圧を作用させるための１以上の流路（図示せず）を含んでいる。圧力が流路に作用する際、それによって、フランジ部８に対して下向きに舵軸１を押しやる圧力が生成されるであろう。]
[0031] 舵軸１はまた、舵部すなわち舵要素６の対応の円錐要素すなわち円錐孔２１内に進入する円錐部５を含んでいる。]
[0032] フランジ部すなわちフランジ要素８は、フランジ要素８周りの周縁に配置されたボルト１０で舵要素６に固定されている。]
[0033] 舵軸１の円錐部５は、拡張突縁部３より下側で円錐部５の上側部に位置した密閉リング１９と、舵軸１の端部１５に位置した密閉リング１８とを含んでいる。これらの密閉リング１８、１９は、舵軸１の円錐部５と舵要素６の円錐孔２１との間を密閉している。油圧は流路１１に作用することが可能であり、この圧力は、舵要素６の円錐孔２１内のさらに下方に舵軸１の円錐部５を押し込むことを可能にするために、組立中に円錐孔２１を拡張することが可能である。密閉リング１８及び１９は圧力の作用中の漏れを低減する。]
[0034] 舵軸１は下端部１５を有しており、円錐孔２１は密閉底部１４を有しており、これらの部分は協働で、密閉可能な供給路１７を有する密閉チャンバ１６を形成している。供給路１７は、組立中にチャンバ１６内で圧力が増大しないことを保証する。さらに、舵要素６の外側に舵軸１を押し出すために舵軸からの舵の起こり得る取り外し中に供給路１７及びキャビティすなわちチャンバ１６に圧力が作用することがある。]

权利要求:

請求項1
円錐凹部を有する船舵を、対応の円錐部を有する舵軸に取り付けるための配置であって、前記舵軸（１）は円筒部（２）を含み、前記舵に向かう方向において、前記円筒部（２）の次に拡張突縁部（３）の円筒部（４）が連続し、前記円筒部（４）の次に前記舵軸（１）の円錐部（５）が連続しており、前記舵は、舵要素（６）と、前記舵要素（６）への取り付けのためのフランジ要素（８）と、を含み、前記フランジ要素（８）が、前記舵軸（１）の前記円筒部（２）に嵌合して前記円筒部（２）に対して滑動するとともに前記円筒部（２）を密閉して囲む内部円筒部（９）と、前記舵軸の前記突縁部（３）の前記円筒部（４）周りに滑動して前記円筒部（４）に嵌合する配置のための内側円筒部（７）と、を含み、前記舵は、前記舵要素（６）に前記フランジ要素（８）を締め付ける手段と、前記舵軸（１）の前記円筒部（２）と前記拡張突縁部（３）の前記円筒部との間の領域で前記舵軸（１）と前記フランジ要素（８）との間に油圧を作用させる流路と、を含むことを特徴とする配置。
請求項2
前記舵要素（６）に前記フランジ要素（８）を締め付ける手段は、前記舵要素（６）と前記フランジ要素（８）との間で延びるボルト（１０）を含む請求項１に記載の配置。
請求項3
前記舵要素（６）に前記フランジ要素（８）を締め付ける手段は、前記フランジ要素（８）上の雄ねじと前記舵要素（６）上の雌ねじとをさらに含む請求項１に記載の配置。
請求項4
組立中に前記舵要素（６）の前記円錐凹部（２１）を拡張するために前記舵要素（６）の前記円錐凹部（２１）と前記舵軸（１）の前記円錐部（５）との間に油圧を作用させる流路（１１）をさらに含む請求項１に記載の配置。
請求項5
前記舵軸（１）の前記円筒部（２）と前記フランジ要素（８）の前記内部円筒部（９）との間、及び、前記舵軸（１）の前記拡張突縁部（３）の前記円筒部と前記フランジ要素（８）の前記内側円筒部（７）との間を密閉するための密閉リング（１２、１３）をさらに含む請求項１に記載の配置。
請求項6
前記舵要素（６）の前記円錐凹部（２１）は底部（１４）の中に延びており、前記舵軸（１）は端部（１５）を含み、前記底部（１４）及び前記端部（１５）は、組立中に排出するための、かつ、取り外し中に油圧を作用させるための、密閉可能な供給路（１７）を有する密閉チャンバ（１６）を形成する請求項１に記載の配置。
請求項7
前記舵軸（１）の前記円錐部（５）と前記円錐凹部（２１）との間で、錐面の上側部寄りで前記フランジ（８）の近くに密閉リング（１９）が配置され、かつ、錐面の下側部寄りで前記舵軸の端部（１５）の近くに密閉リング（１８）が配置される請求項１に記載の配置。
請求項8
前記舵軸の端部（１５）は実質的に平らである請求項７に記載の配置。
請求項9
請求項１に規定された配置を用いて船舵に取り付けられ、前記舵への取り付けのための部分を有する舵軸（１）であって、前記部分は円筒部（２）を含み、前記舵に向かう方向において、前記円筒部（２）の次に拡張部（３）の円筒部（４）が連続し、前記円筒部（４）の次に円錐部（５）が連続することを特徴とする舵軸。
請求項10
前記円錐部（５）は実質的に平らな端部（１５）で終端をなす請求項９に記載の舵軸。
請求項11
前記拡張部（３）の前記円筒部（４）の後ろの段差（２０）をさらに含む請求項９に記載の舵軸。
請求項12
請求項１に規定された配置を通じて舵軸に取り付けるための円錐凹部（２１）を有する舵要素（６）を備える船舵であって、舵軸（１）に密閉・滑動接触する第１径の少なくとも１つの内部円筒部（９）を含むフランジ要素（８）と、前記舵要素（６）に前記フランジ要素（８）を締め付ける手段（１０）と、前記内部円筒部（９）の径よりも大きな第２径の少なくとも１つのさらなる円筒部（７）と、をさらに含む船舵。
請求項13
円錐部（５）の下端で前記舵要素（６）の前記円錐凹部（２１）内に閉鎖底部（１４）をさらに含む請求項１２に記載の船舵。
請求項14
閉鎖底部（１４）に油圧を作用させる流路（１７）をさらに含む請求項１２に記載の船舵。
請求項15
請求項６に規定された配置を用いて取り付けられた船舵を舵軸（１）から取り外す方法であって、前記フランジ要素（８）と前記舵要素（６）との間の締め付け手段を緩める工程と、前記舵軸（１）が前記舵要素（６）から外側に押し出されるように、前記密閉可能な供給路（１７）を通じて、前記舵軸の端部（１５）と前記円錐凹部（２１）の底部（１４）との間のチャンバに圧力を作用させる工程と、を含むことを特徴とする方法。