JPH11255197A - ロータリーベーン式舵取機のシール方式 - Google Patents
ロータリーベーン式舵取機のシール方式Info
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- JPH11255197A JPH11255197A JP10060231A JP6023198A JPH11255197A JP H11255197 A JPH11255197 A JP H11255197A JP 10060231 A JP10060231 A JP 10060231A JP 6023198 A JP6023198 A JP 6023198A JP H11255197 A JPH11255197 A JP H11255197A
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Abstract
内面とロータ端面間に介挿されるリング状シール材の損
傷を無くし、このリング状シール材のシール信頼性を高
めることを課題とする。 【解決手段】 ロータリーベーン式舵取機において、ケ
ーシング端面1A内面とロータ3端面3Aとの間をシー
ルするリング状シール材12が、前記ロータ端面3Aの
縁3Bの円周より小さい径のリング状基体12Aであっ
て、固定セグメント4に対応する外周位置に径方向突出
部12Bを一体に有した形状とされ、前記固定セグメン
ト4とロータ3との間をシールする縦シール材9が前記
リング状シール材12の突出部12Bに圧接され、前記
ケーシング端面3A内面と前記ベーン5端面との間をシ
ールする横シール材13が前記リング状シール材12の
外径に接する位置まで前記ベーン5基部からロータ3内
径方向へ延長され、前記リング状シール材12に圧接さ
れてなる。
Description
ン式舵取機のシール方式に関する。
D線断面図を示す図12に示すようなロータリーベーン
式舵取機が知られている。
ケーシングカバー1A、ケーシング底面1B(図12参
照)で密閉される円筒状のケーシング2内に円筒状のロ
ータ3を同軸に軸支し、ケーシング2内面とロータ3の
外面との空間を、複数の固定セグメント4…4と復数の
ベーン5…5とにより周方向に区分して複数のオイルチ
ャンバー6…6を形成し、このオイルチャンバー6…6
の油圧を制御してロータ3に軸回りの回転トルクを生じ
させるようにしたものである。
ング2内面から突出し前記ロータ3外面に接するように
され、上記ベーン5…5は前記ロータ3外面から突出し
前記ケーシング2内面に接するようにされている。
ポートを示し、このオイルポート6Aから圧入又は排出
される油によりオイルチャンバー6の油圧が制御され
る。また、2Aはケーシングカバー1Aとケーシング2
との間のシールを行なうオイルリング用の収納溝を示
す。
式舵取り機は、隣接するオイルチャンバー6、6間の油
圧差を利用してトルクを発生させるから、オイルチャン
バー6、6を構成する固定部(ケーシングカバー1A、
ケーシング2内面、ケーシング底面1B、固定セグメン
ト4)と可動部(ロータ3、ベーン5)との接触面間の
シール及び固定シールと可動シールの接触面間のシール
を確実にする必要がある。
方式では、ケーシングカバー1A、ケーシング底面1B
(この端面のシール構造は上下対称とされているだけで
実質的なシール構造は同じなため以下ケーシングカバー
1A側についてのみ説明する。)とロータ端面3Aとの
間のシールを、図11および同図のE−E線部分断面図
を示す図13に示すように、ロータ3の外径よりわずか
に大きい径のリング状シール材7をケーシングカバー1
Aとロータ端面3A間に圧接介挿することにより行なっ
ていた。
設けた、リング状シール材7の収納溝を示す。また、固
定セグメント4とロータ3間のシールは、図12に示す
ように固定セグメント4に沿って配設した縦シール材9
でシールすると共に、縦シール材9の端部角部9AをF
部の部分断面図を示す図14のようにリング状シール材
7の外周縁角部7Aにオーバラップ状に圧着することに
よりシール材同士の接触部からのオイル漏れを防止して
いた。
面とのシールは、ベーン5の端面に設けられた横シール
材10で行ない、リング状シール材7との間は、図12
のG部の部分断面図を示す図15のように、横シール材
10の角部10Aをリング状シール材7の外周縁角部7
Aにオーバラップ状に圧着することによりシール材同士
間のオイル漏れを防止していた。
はベーン用縦シール9Bによりシールされている。図中
9Cは油室で縦シール材9、9B背面に形成され、この
油室9Cには図11、図12に示すバランスホール11
より油圧経路11Aを通じてオイルチャンバー6から油
圧が導かれ、この油圧によって縦シール材9、9Bをロ
ータ3外周面またはケーシング2内面に圧接させるもの
である。
い側のオイルチャンバー6から油圧経路11Aへ油圧を
導入するための弁で、図11の分図に断面を示すよう
に、両側のオイルチャンバー6、6に開口する連通孔1
10内に二つの弁座111、111が設けられ、この弁
座に2つのボール弁112、112が、間にばね113
を介挿して配設され、このボール弁間の連通孔110に
油圧経路11Aが開通されてなり、油圧の高いチャンバ
ー6側のボール弁112がばね113の弾撥力に抗して
油圧により押し込まれるように構成されており、ここか
ら導入された油圧が油圧経路11Aを介し油室9Cに流
入するようにしたものである。
形成された油室を示し、油室9Cに導かれた油圧が、ケ
ーシングカバー1Aに設けた油圧経路11Bを介して導
かれ、この油圧によってリング状シール材7をロータ端
面3Aに圧接させるものである。
固定セグメント4に取り付けられているので移動するこ
とがないがベーン5の横シール材10はロータ3と共に
回転移動する。
られるリング状シール材7はロータ端面3Aとの接触面
と横シール材10との接触部で周方向の圧着による摩擦
力を受けこれがリング状シール材7を回転させようとす
る力となる。
状をなすため、上記摩擦力でケーシングカバー1Aの収
納溝1C内で円周方向に連れ回り移動していると考えら
れる。
ト4の縦シール材9とも圧着しているので、この縦シー
ル材9との圧着による摩擦力によってリング状シール材
7には停止させようとする力が働く。
動すると、リング状シール材7は移動させようとする力
と停止させようとする力との複雑な力を受け、この力の
ためにシール材の接触部が偏摩耗したり破損する問題が
あり、また、この偏摩耗や破損はオイルチャンバー6、
6間の油圧漏洩の要因ともなり舵の制御を不安定にさせ
る問題があった。
損個所もリング状シール材7の全周にわたって拡散する
などの問題を生じていた。そして、リング状シール材7
は図13に示すようにオイルチャンバー6内に露出され
た状態となっているので、上記複雑な力の影響でオイル
チャンバー6内へはみ出し変形することがあり、ロータ
3や固定セグメント4の金属部材と接触して破損片が生
じるとオイルチャンバー6内に浮遊散乱し、油圧系統に
詰まりを生じさせる原因ともなる問題があった。
ベーン式舵取機のシール部の損傷を無くし信頼性の高い
ロータリーベーン式舵取機のシール方式を提供すること
を目的としてなされたものである。
ーン式舵取機のシール方式は、ロータリーベーン式舵取
機において、ケーシング端面内面とロータ端面との間を
シールするリング状シール材が、前記ロータ端面の縁の
円周より小さい径のリング状基体であって、前記固定セ
グメントに対応する外周位置に径方向突出部を一体に有
した形状とされ、前記固定セグメントとロータとの間を
シールする縦シール材が前記リング状シール材の突出部
に圧接され、前記ケーシング端面内面と前記ベーン端面
との間をシールする横シール材が前記リング状シール材
の外径に接する位置まで前記ベーン基部からロータ内径
方向へ延長され、前記リング状シール材と圧接されて構
成されている。
向の突出部で回転が阻止され、横シール材との接触によ
って移動させようとする力が作用しても、ケーシング端
面の収納溝内でリング状シール材が回転移動することが
なくなり、縦シール材とリング状シール材との相対移動
がなくなりシール性が良くなる。
ール方式において、固定セグメントとロータとの間をシ
ールする縦シール材の端面がケーシング端面内面で圧縮
され、該圧縮力により縦シール材の端面角部がリング状
シール材の側面に向け膨出されて構成されている。
部がリング状シール材側面に食い込むように圧接するの
で固定セグメントの縦シール材とリング状シール材との
間が確実にシールされる。
ール方式においてリング状シール材と接する横シール材
の端部外周面が湾曲凸面をなすように構成されている。
この構成により、リング状シール材と横シール材の接触
面積が小さくなりそれだけ摩擦抵抗が減少すると共にリ
ング状シール材の摩耗損傷も少なくなる。
ール方式においてリング状シール材のロータ端面との接
触面に周方向に連続する油路を設けて構成されている。
この構成により、リング状シール材とロータ端面との接
触面が油路に入り込んだオイルで潤滑されるので、相互
の回転接触が円滑となる。
説明する。 実施の形態1 図1はこの発明の実施の形態1の要部破断斜視図、図2
は図1のA−A線部分断面図、図3は図1のB−B線指
示部の部分平面図、図4は図1のB−B線部分断面図、
図5は図1のC−C線部分断面図である。
一符号を付して説明を省略し、さらに、この発明のケー
シング端面とロータ間のシール構造は上下対称とされて
いるだけで実質的なシール構造は同じなため、以下ケー
シングカバー1A側についてのみ説明する。
示し、ケーシング2の端面に六角孔付きボルト1D…1
Dにより固定されている。2Bはケーシング2に設けら
れたねじ孔を示し六角孔付きボルト1D…1Dがねじ嵌
合される。
し、ロータ端面3Aの縁3Bの円周より径の小さいリン
グ状基体12Aであって、外周の固定セグメント4に対
応する位置に図1、図3に示すようにロータ端面3Aの
縁3Bに達する径方向突出部12Bを一体に有した形状
とされている。
間をシールする縦シール材9の端部角部9Aが図4に拡
大して示すようにリング状シール材12の突出部12B
の突出端角部12Cに圧接されている。
材を示し、従来の横シール材10と同様前記ケーシング
カバー1A内面とベーン5端面との間をシールするもの
であるが、この横シール材13はロータ3の縁3Bより
前記リング状シール材12の外周縁角部12Dに接する
位置まで内径方向に延長され、図5に拡大して示すよう
に横シール材13の端部角部13Aと前記リング状シー
ル材12の外周縁角部12Dとが圧接されている。
る。固定セグメント4先端とロータ3外面との間は縦シ
ール材9によってシールされ、リング状シール材12と
縦シール材9との間は、図4に示すようにリング状シー
ル材の突出端角部12Cと縦シール材の端部角部9Aと
の圧接によりシールされる。
図4に示すようにケーシングカバー1Aの収容溝1Cに
嵌め込まれ、この収容溝1Cと突出部12Bとの嵌合で
周方向に回転しないよう保持される。
ント4は固定されているので、リング状シール材12と
縦シール9の接触部は相対移動することなく強く圧接さ
れ、オイルチャンバー6、6間のオイルシールが確実に
行なわれる。また、相対移動に起因する摩耗、破損等も
生じ得ない。
の圧接状態は、圧縮条件によりリング状シール材12が
縦シール材9方向に膨出したりあるいはその逆が生じる
ため、図4の分図に点線で示すようないずれかの接触状
態となる。
ン用縦シール9Bでシールされ、ケーシングカバー1A
内面との間は横シール材13によってシールされる。リ
ング状シール材12と横シール材13との間は、図1及
び図5に示すように内径方向に延長された横シール材1
3の端部角部13Aがリング状シール材12の外周縁角
部12Dに強く圧接した状態でシールされる。
し、この移動に伴ってリング状シール材12に連れ回り
する摩擦力を加えるが、リング状シール材12は径方向
突出部12Bでケーシングカバー1Aの収納溝1Cに保
持されるので回転しない。
12に接する半径方向の位置は、図5に示すようにロー
タ3の縁3Bより内径位置でケーシングカバー1A内面
で覆われているので、仮に接触による摩耗片が発生して
もオイルチャンバー6内に流出し難く、摩耗片による詰
まりなどの障害が防止される。
くなった分遅くなり、摩耗の程度もそれだけ低くなる。
以上説明したように、実施の形態1のロータリーベーン
式舵取機のシール方式によれば、リング状シール材12
がベーン5の横シール材13やロータ端面3Aとの接触
によって連れ回りするのが確実に防止され、従来生じて
いた連れ回りに起因するリング状シール材の偏摩耗や破
損が防止される。
材12の突出部12Bの突出量L(図3)をリング状シ
ール材12の幅Bとほぼ同じとした場合を示したが、突
出量Lをリング状シール材12の幅Bの約二分の一程度
としても同様の効果が得られる。 実施の形態2 図6はこの発明の実施の形態2の要部拡大断面図を示
し、図1のB−B線断面図に相当する。
との間をシールする縦シール材9の端面9Dがケーシン
グカバー1Aの内面で圧縮され、この圧縮力により縦シ
ール材9の端面角部9Eがリング状シール材12の突出
端角部12Cに向け膨出されて構成されている。
セグメント4より長い縦シール材9を固定セグメント4
の装着溝4Aに装着し、ケーシングカバーなど端面1A
を密閉したときに圧縮されるようにする。
ール材9の端面角部9Eがリング状シール材12の突出
端角部12Cに膨張変形して圧接される状態となり、し
かも両者は相互に移動することがないので、リング状シ
ール材12と縦シール材9間の圧接力が高まりシールが
確実となる。 実施の形態3 図7はこの発明の実施の形態3の要部拡大平面図を示
し、図1におけるC−C線の指示線が示された部分の拡
大平面図に相当する。
角部12D(図5参照)と接する横シール材13の端部
外周面13Bがロータ3の軸方向視で湾曲凸面に形成さ
れている。
3はリング状シール材12に湾曲凸面とされた端部外周
面13Bの頂点13Cで接するので、リング状シール材
12に対する接触面、接触圧が共に小さくなり、また、
リング状シール材12に横シール材13が移動接触する
際、湾曲凸面13Bで滑らかな状態で接触していくの
で、リング状シール材12の摩耗の程度も軽減される。 実施の形態4 図8はこの発明の実施の形態4の要部拡大断面図を示
し、図1のC−C線矢視断面図に相当する。
縁角部12Dと接する横シール材13の端部角部13A
が、ロータの接線方向視で丸みをおびた角とされて構成
されている。
ル材12の外周縁角部12Dが丸みを帯びた横シール材
13の端部角部13Aに食い込むように接するので、シ
ール材同士のシール性が良くなると共に曲面で滑らかに
接するため摩耗の程度も少ない。
ル材13の端部外周面13Bを図7に示したようにロー
タ3の軸方向視で湾曲凸面とした組み合わせの構成とす
ることもできる。 実施の形態5 図9はこの発明の実施の形態5の要部断面図を示し、図
1のA−A線断面図に相当し、図10は同実施の形態5
の底面図を示す。
状シール材12のロータ端面3Aとの接触面12Eに、
図10に示すように周方向に連続して設けられている。
舵中央または左右小舵角の時は、隣接するオイルチャン
バー6、6(図1参照)間の油圧差が殆どなく、従って
油室7B内の油圧も殆どゼロとなり、リング状シール材
12のロータ端面3Aへの圧着力が低下する。
との接触面にオイルが浸透し易くなり、上記油路16に
オイルチャンバー6の油が浸透し満たされる。大舵角を
取るため、隣接するオイルチャンバー6、6間の油圧差
が大とされ大きくロータ3が回転すると、オイルチャン
バー6から油室7Bに高圧油圧が導かれ、ロータ端面3
Aにリング状シール材12が圧着されるが、接触面12
Eには油路16に貯えられたオイルが供給されるので、
ロータ端面3Aとリング状シール材12の接触面12E
が潤滑され摩擦が低減される。
ーン式舵取機のシール方式によれば、ケーシングカバー
1Aに固定されたリング状シール材12とロータ端面3
Aとの摩擦が軽減され、リング状シール材12に無理な
応力の発生が防止され、また摩耗や破損も防止される。
うに略半円形状とする他、方形状、底辺で開口する三角
形状等とすることができ、また一条に限らず二条以上の
複数条とすることもできる。
9、リング状シール材12、横シール材13等はいずれ
もゴム状弾性を有する合成ゴム、合成プラスチック製と
され、耐熱性、耐摩耗性に優れたウレタンゴム、エチレ
ンプロピレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、
ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタ
ジエンゴム、アクリルゴム、珪素ゴム、フッソゴム等か
ら成形されたものが使用され、上記のなかでも注型成形
が可能でしかも耐摩耗性に優れるウレタンゴムが好適に
使用される。即ち、これら成形材料によれば、外周に突
出部を有するリング状シール材なども注型用の型さえあ
れば容易に成形可能となる。
リーベーン式舵取機のシール方式によれば、ケーシング
カバー内面とロータ端面との間をシールするリング状シ
ール材がケーシングカバーに固定され、ベーンの横シー
ルやロータと連れ回りをしないので固定セグメントの縦
シールとの間のシールが確実となり、また縦シールから
リング状シール材に無理な周方向の外力が加わらず、偏
摩耗や破損事故が防止できる。
タ端面より内側とされているので、従来生じていたリン
グ状シール材のオイルチャンバー内へのはみ出し変形及
び、このはみ出し部のロータや固定セグメントの金属部
材との接触事故が無くなり、また仮に破損が生じてもオ
イルチャンバー内に拡散しにくく、さらにロータ外周に
比べ相対周速も低くなるため摩擦力もそれだけ小さくな
る。
材に対する接触面を凸曲面とすることによりリング状シ
ール材に加わる摩擦抵抗を小さくすることができ、摩擦
によるリング状シール材の摩耗や破損を防止することが
できる。
に油路を設けることにより、固定されたリング状シール
材とロータ端面との摩擦も軽減されるので、リング状シ
ール材に無理は応力が発生せず、接触面の摩耗も軽減さ
れるなど種々の効果を有する。
取機の要部破断斜視図である。
ある。
線断面図に相当する要部拡大断面図である。
線で指示した部分に相当する拡大平面図である。
線で指示した部分に相当する要部拡大断面図である。
線で指示した部分に相当する要部拡大断面図である。
の底面図である。
を示す平面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】両端面を密閉した円筒状のケーシング内に
円筒状のロータを同軸に軸支し、前記ケーシング内面と
ロータ外面との空間を、前記ケーシング内面から突出し
前記ロータ外面に接する複数の固定セグメントと前記ロ
ータ外面から突出し前記ケーシング内面に接する復数の
ベーンとにより周方向に区分して複数のオイルチャンバ
ーを形成し、このオイルチャンバーの油圧を制御してロ
ータに軸回りの回転トルクを生じさせるようにしたロー
タリーベーン式舵取り機において、 前記ケーシング端面内面と前記ロータ端面との間をシー
ルするリング状シール材が、前記ロータ端面の縁の円周
より小さい径のリング状基体であって、前記固定セグメ
ントに対応する外周位置に径方向突出部を一体に有した
形状とされ、 前記固定セグメントとロータとの間をシールする縦シー
ル材が前記リング状シール材に圧接され、 前記ケーシング端面内面と前記ベーン端面との間をシー
ルする横シール材が前記リング状シール材の外径に接す
る位置まで前記ベーン基部からロータ内径方向へ延長さ
れて前記リング状シール材に圧接されてなるロータリー
ベーン式舵取機のシール方式。 - 【請求項2】 固定セグメントとロータとの間をシール
する縦シール材の端面がケーシング端面内面で圧縮さ
れ、該圧縮力により縦シール材の端面角部がリング状シ
ール材の側面に向け膨出されている請求項1のロータリ
ーベーン式舵取機のシール方式。 - 【請求項3】 リング状シール材と接する横シール材の
端部外周面が湾曲凸面をなす請求項1又は2のロータリ
ーベーン式舵取機のシール方式。 - 【請求項4】 リング状シール材のロータ端面との接触
面に周方向に連続する油路を設けた請求項1、2または
3の何れかのロータリーベーン式舵取機のシール方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06023198A JP4079495B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | ロータリーベーン式舵取機のシール方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06023198A JP4079495B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | ロータリーベーン式舵取機のシール方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11255197A true JPH11255197A (ja) | 1999-09-21 |
| JP4079495B2 JP4079495B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=13136208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06023198A Expired - Fee Related JP4079495B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | ロータリーベーン式舵取機のシール方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4079495B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001132851A (ja) * | 1999-11-08 | 2001-05-18 | Japan Hamuwaaji Kk | 高分子材料のシールを採用したシールに背圧をかけないロータリーベーン式舵取機のシール構造 |
| WO2003024787A1 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-27 | Japan Hamworthy & Co., Ltd. | Sealing structure for rotary vane type steerer |
| FR2850434A1 (fr) * | 2003-01-27 | 2004-07-30 | Andre Paunet | Verin rotatif |
| JP2006214496A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Japan Hamuwaaji Kk | ロータリーベーン式舵取機におけるシール構造 |
| US7872739B2 (en) | 2007-05-09 | 2011-01-18 | Japan Hamworthy & Co., Ltd. | Rudder angle detecting device of steering gear |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP06023198A patent/JP4079495B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001132851A (ja) * | 1999-11-08 | 2001-05-18 | Japan Hamuwaaji Kk | 高分子材料のシールを採用したシールに背圧をかけないロータリーベーン式舵取機のシール構造 |
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| US7872739B2 (en) | 2007-05-09 | 2011-01-18 | Japan Hamworthy & Co., Ltd. | Rudder angle detecting device of steering gear |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4079495B2 (ja) | 2008-04-23 |
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