推進ユニット用旋回装置
【課題】小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現するとともに、推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保する。
【解決手段】旋回アクチュエータ１１は、旋回ギアに噛み合うピニオン１７が設けられた減速機１３と減速機１３を回転駆動する電動機１２とを有する。減速機１３は、内歯２０が設けられたケース１５、内歯２０に噛み合う外歯歯車２６、外歯歯車２６を偏心回転させるクランク軸２４、クランク軸２４を回転自在に保持するとともにピニオン１７が取り付けられた出力部２５、を有する。電動機１２の定格回転速度は１０００ＲＰＭ以上３０００ＲＰＭ以下に、減速機１３における速比は５０以上１００以下に、旋回ギアに対するピニオン１７の速比は１０以上２０以下に設定される。
【解決手段】旋回アクチュエータ１１は、旋回ギアに噛み合うピニオン１７が設けられた減速機１３と減速機１３を回転駆動する電動機１２とを有する。減速機１３は、内歯２０が設けられたケース１５、内歯２０に噛み合う外歯歯車２６、外歯歯車２６を偏心回転させるクランク軸２４、クランク軸２４を回転自在に保持するとともにピニオン１７が取り付けられた出力部２５、を有する。電動機１２の定格回転速度は１０００ＲＰＭ以上３０００ＲＰＭ以下に、減速機１３における速比は５０以上１００以下に、旋回ギアに対するピニオン１７の速比は１０以上２０以下に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アジマススラスターやポッド等と称され、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットが知られている。そして、この推進ユニットが設けられる船舶においては、特許文献１に開示されているように、旋回軸線を中心に推進ユニットを旋回させる推進ユニット用旋回装置が設けられている。このように推進ユニット及び推進ユニット用旋回装置が設けられた船舶においては、推進ユニットのプロペラが回転することで船舶が推進され、推進ユニット用旋回装置によって推進ユニットが旋回することで船舶の操舵が行われる。
【０００３】
特許文献１に開示された推進ユニット用旋回装置においては、サーボモータとこのサーボモータの駆動軸に取り付けられた減速機とを有し、推進ユニットを旋回軸線を中心に旋回させる旋回アクチュエータが設けられている。そして、旋回アクチュエータの減速機の出力軸には、ピニオンが取り付けられており、このピニオンが、旋回軸線を軸線方向として配置される旋回ギアである旋回輪に噛み合うように配置されている。これにより、サーボモータの回転駆動力が減速機で減速されて伝達されてピニオンから出力され、旋回輪とともに推進ユニットが旋回されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５７００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された推進ユニット用旋回装置の旋回アクチュエータにおいては、上記のサーボモータとして、上記の減速機に比して相当に大きく構成された大型の電動機が用いられている。このため、推進ユニットの旋回動作に必要な旋回トルクが確保されるものの、電動機の大型化を招いてしまい、旋回アクチュエータの小型化を図ることが困難である。一方、旋回アクチュエータにおいて、電動機を小型化して推進ユニットの旋回動作に必要な旋回トルクを確保するためには、大きな減速比を有する減速機を用いる必要がある。大きな減速比を有する減速機として、多くの歯車要素を有する平歯車機構、遊星歯車機構、又はウォームギア機構として構成された歯車機構やこれらの組み合わせとして構成された歯車機構を用いることが考えられる。しかしながら、これらの歯車機構によって大きな減速比を確保しようとすると、減速機自体の大型化を招いてしまうことになる。このため、旋回アクチュエータの小型化を図ることが困難となる。また、推進ユニット用旋回装置においては、推進ユニットの旋回速度として、２ＲＰＭから３ＲＰＭ程度の速度を確保することも要求される。以上のことから、従来においては、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備えて大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現することが難しく、また、そのような旋回アクチュエータによって推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することも困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現できるとともに、推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる、推進ユニット用旋回装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための第１発明に係る推進ユニット用旋回装置は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、前記旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置に関する。そして、第１発明に係る推進ユニット用旋回装置は、前記旋回軸線を中心位置として配置された旋回ギアの内周又は外周に形成された歯に噛み合うピニオンが設けられた減速機と当該減速機に連結されて当該減速機を回転駆動する電動機とを有し、前記電動機が回転することで前記推進ユニットを前記旋回軸線を中心に旋回させる旋回アクチュエータを備え、前記減速機は、内歯が内周に配置されたケースと、前記ケースに収納されるとともに前記内歯が噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、前記クランク軸の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともに前記ピニオンが取り付けられた出力部と、を有し、前記電動機の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定され、前記減速機における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定され、前記旋回ギアに対する前記ピニオンの速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によると、電動機の回転駆動力を減速機で減速して出力する旋回アクチュエータによって、旋回ギアを介して推進ユニットが旋回駆動される。そして、旋回アクチュエータの減速機は、クランク軸の回転によって外歯歯車がケース内周の内歯と噛み合いながら偏心して揺動回転し、クランク軸とともに公転する出力部を介してピニオンから回転力を出力する減速機として構成されている。このため、平歯車機構、遊星歯車機構、又はウォームギア機構として構成された歯車機構やこれらの組み合わせとして構成された歯車機構とは異なり、相当に大きな減速比を小型でコンパクトに構成された減速機により容易に実現することができる。そして、大きな減速比を小型の減速機で確保できるため、推進ユニットの旋回動作に必要な旋回トルクを確保するために大型の電動機を用いる必要がなく、電動機の小型化を図ることもできる。これにより、旋回アクチュエータの大幅な小型化を達成することができる。また、大きな減速比を確保できる減速機を備えた旋回アクチュエータが用いられるため、旋回ギアに対するピニオンの速比を小さく設定でき、旋回ギアの小型化を図ることもできる。
【０００９】
また、本発明によると、旋回ギアに対するピニオンの速比が１０以上で２０以下の範囲に設定される。このため、速比が２０以下に設定されることで、旋回ギアにおいて、厚み方向の寸法を薄く設定することができるとともに径方向の寸法の増大を抑制して小型化を確保することができる。また、速比が２０以下に設定されて、旋回ギアの径方向の寸法を小さくすることができるため、旋回ギアの製造が容易となり、低コストで旋回ギアを製造することができる。一方、上記の速比が１０以上に設定されることで、径方向の寸法を小さく設定した旋回ギアにおいて厚み方向の寸法の増大も抑制して小型化を図ることができる。そして、推進ユニットに必要なケーブルや油圧配管等を挿通するために旋回ギアの内側に形成される中空部の径方向の寸法について、推進ユニットにおいて要求される水準の径方向寸法を確保することができる。そして、本発明によると、電動機の定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定される。このため、定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上となることで、電動機の仕様について十分に小型化を図ることができる高速回転の仕様に設定することができる。そして、定格回転速度が３０００ＲＰＭ以下となることで、汎用の電動機を用いて旋回アクチュエータを製造することができ、旋回アクチュエータの製造が容易となり、低コストで旋回アクチュエータを製造することがで
きる。更に、減速機における速比が５０以上で１００以下の範囲に設定される。このため、推進ユニットの旋回速度として要求される２ＲＰＭから３ＲＰＭ程度の速度を確保することができる。
【００１０】
従って、本発明によると、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現できるとともに、推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる、推進ユニット用旋回装置を提供することができる。
【００１１】
第２発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第１発明の推進ユニット用旋回装置において、前記減速機は、前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に保持する保持機構と、前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態を、前記ピニオンが前記出力部とともに回転するように前記出力部に対して固定されて連結された固定状態と、前記ピニオンの前記出力部に対する固定状態を解除して前記ピニオンが前記出力部に対して前記保持機構のみを介して回転可能に連結された固定解除状態と、の間で切り替え可能な連結切替機構と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、旋回アクチュエータにおける減速機や電動機に故障が発生した場合、連結切替機構によってピニオンの出力部に対する連結状態を固定状態から固定解除状態に移行させることができる。これにより、故障した旋回アクチュエータを駆動力の伝達経路から切り離すことができ、故障した旋回アクチュエータが駆動力伝達経路に介在してしまうことによって旋回ギアや推進ユニット等の他の機器の破損を招いて損害が拡大してしまうことを防止することができる。そして、ピニオンを出力部に対して回転可能に保持する保持機構が設けられているため、固定解除状態においても、ピニオンがそのまま出力部に保持された状態に維持される。このため、固定解除状態へ移行させる作業の際、作業者は、連結切替機構を操作するだけでよく、ピニオンを出力部から取り外して別の場所へ搬送するためのクレーン等の装置や複数人での作業が不要となる。従って、旋回アクチュエータの故障が生じた際に、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても容易且つ速やかに行うことができる。
【００１３】
第３発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明の推進ユニット用旋回装置において、前記連結切替機構は、前記ピニオンを軸方向と平行に貫通するとともに前記出力部に形成された挿入穴に対して抜き取り可能に挿入された状態で前記ピニオンの前記出力部に対する回転方向の変位を規制する複数の軸状部材を有していることを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、固定状態においては、連結切替機構における複数の軸状部材がピニオンを貫通して出力部に対して挿入されており、ピニオンの出力部に対する回転方向の変位が規制され、ピニオンが出力部とともに回転するよう固定されている。一方、旋回アクチュエータに故障が発生した場合、作業者は、ピニオンを貫通して出力部に挿入された複数の軸状部材を抜き取るだけで、ピニオンの出力部に対する固定状態を解除し、保持機構のみでピニオンが保持された固定解除状態に移行させる作業を行うことができる。従って、連結切替機構を簡素な構成で構築することができるとともに、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても軸状部材を抜くだけで極めて容易且つ速やかに行うことができる。
【００１５】
第４発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明又は第３発明の推進ユニット用旋回装置において、前記保持機構は、前記出力部に対して固定され、前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に支持するとともに当該ピニオンに対して軸方向において係止することで当該ピニオンを保持することを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、固定解除状態においては、出力部に対して固定された保持機構によって軸方向でピニオンを係止させて回転可能な状態のまま保持することができる。このため、固定解除状態においてピニオンを出力部に対して回転可能に保持する保持機構を簡素な構成で構築することができる。
【００１７】
第５発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明乃至第４発明のいずれかの推進ユニット用旋回装置において、前記保持機構は、前記連結切替機構によって前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態が前記固定解除状態に切り替えられたときに、前記ピニオンと前記旋回ギアとの噛み合いが外れる位置まで前記ピニオンを前記旋回ギアに対して退避可能に保持することを特徴とする。
【００１８】
この発明によると、固定解除状態においては、ピニオンと旋回ギアとの噛み合いが外れる位置までピニオンを旋回ギアに対して退避させた状態でピニオンを保持機構によって保持することができる。このため、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から切り離した際に、ピニオンを旋回ギアに対して噛み合わせたまま空回りさせることもなく、旋回ギアに無駄な負荷や抵抗を与えてしまうことを防止することができる。
【００１９】
第６発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明乃至第５発明のいずれかの推進ユニット用旋回装置において、前記旋回アクチュエータは、複数備えられ、それぞれの前記旋回アクチュエータにおける前記減速機が、前記保持機構及び前記連結切替機構を有していることを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、旋回アクチュエータが複数備えられており、いずれかの旋回アクチュエータに故障が発生した場合であっても、その旋回アクチュエータの減速機において連結切替機構を操作し、ピニオンと出力部の連結状態を速やかに固定解除状態に移行させることができる。このため、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から速やかに切り離し、故障していない旋回アクチュエータにてすぐに推進ユニットの旋回動作を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現できるとともに、推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる、推進ユニット用旋回装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】船舶とその船舶に設けられる推進ユニット及び推進ユニット用旋回装置とについて示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る推進ユニット用旋回装置と推進ユニットとを模式的に示す斜視図である。
【図３】図２に示す推進ユニット用旋回装置における旋回アクチュエータの正面図であって、一部断面で示す図である。
【図４】図３に示す旋回アクチュエータにおける減速部及びケースの一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図３に示す旋回アクチュエータにおける保持機構の作動を説明する図であって、図３のＡ−Ａ線矢視位置に対応する断面図である。
【図６】図３に示す旋回アクチュエータにおける連結切替機構の作動を説明する図であって、図３の一部に対応する断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る推進ユニット用旋回装置と推進ユニットとを模式的に示す斜視図である。
【図８】図７に示す推進ユニット用旋回装置における旋回アクチュエータの正面図であって、一部断面で示す図である。
【図９】図８に示す旋回アクチュエータにおける減速部及びケースの一部を拡大して示す断面図である。
【図１０】図８に示す旋回アクチュエータにおける連結切替機構の作動を説明する図であって、図８の一部に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置として、広く適用することができるものである。
【００２４】
（推進ユニット）
図１は、本発明の第１実施形態に係る推進ユニット用旋回装置１が設けられる船舶１００について外形線のみで模式的に示す模式図である。図１に示す船舶１００には、アジマススラスターやポッド等と称され、この船舶１００を推進させるための推進ユニット１０１が設けられている。また、図２は、推進ユニット用旋回装置１と推進ユニット１０１とを模式的に示す斜視図である。
【００２５】
図１及び図２に示す推進ユニット１０１は、船舶１００の後方の下部に配置されており、略水平に配置されるポッド本体１０１ａとこのポッド本体１０１ａに対して回転自在に支持されるプロペラ１０１ｂとを備えて構成されている。ポッド本体１０１ａは、船舶１００の後方下部において旋回筒１０３及びストラット１０２を介して下方に吊り下げられた状態で支持されている。尚、旋回筒１０３は、円形断面を有する筒状に形成されて船舶１００に対して回転自在に取り付けられている。この旋回筒１０３の上端側には、外周に歯１０４ａが形成された外歯歯車要素として構成された旋回ギア１０４が設けられている。旋回ギア１０４は、リング状に形成されており、旋回筒１０３と一体に回転するように構成されている。尚、リング状に形成された旋回ギア１０４の内側の中空部（図示を省略）には、推進ユニット１０１に必要なケーブルや油圧配管等（図示を省略）が挿通される。また、ストラット１０２は、翼状断面を有する筒状に形成され、上端側で旋回筒１０３に対して固定されるとともに下端側にポッド本体１０１ａが固定されている。これにより、推進ユニット１０１は、プロペラ１０１ｂのプロペラ軸１０１ｃと垂直な旋回軸線Ｐ（図１において一転鎖線で示す）を中心として船舶１００において旋回筒１０３及びストラット１０２を介して回転自在に支持されている。そして、後述する推進ユニット用旋回装置１の作動によって、旋回軸線Ｐを中心とした推進ユニット１０１の旋回動作が行われる。
【００２６】
また、推進ユニット１０１は、プロペラ１０１ａが回転することにより船舶１００を前方に向かって推進させるように構成されている。プロペラ１０１ａのプロペラ軸１０１ｃは、インバータ１０７によって回転が制御される推進用の電動機１０８に対して複数組（例えば２組）のかさ歯車機構を介して連結されている。これにより、電動機１０８の回転軸方向が変換されてプロペラ軸１０１ｃに伝達され、プロペラ１０１ｂが回転駆動されて船舶１００の推進力が得られることになる。
【００２７】
尚、船舶１００には、操縦者の操作に基づいて船舶１００の航行状態の集中制御を行うメインコントローラ１０５が備えられている。このメインコントローラ１０５には、下位のコントローラとして推進コントローラ１０６が接続されており、更に推進コントローラ１０６に上記のインバータ１０７が接続されている。そして、メインコントローラ１０５から推進コントローラ１０６に対して船舶１００の推進速度指令が出力される。推進コン
トローラ１０６はこの推進速度指令に基づいて電動機１０８の回転指令信号をインバータ１０７に出力し、推進ユニット１０１におけるプロペラ１０１ｂの回転速度が制御される。尚、本実施形態では、ポッド本体１０１ａの外部に電動機１０８が配置されて、かさ歯車機構を介して回転がプロペラ軸１０１ｃに伝達されるものを例にとって説明したが、この通りでなくもよい。即ち、電動機１０８が、ポッド本体１０１ａ内に配置されて、プロペラ軸１０１ａと連結されていてもよい。
【００２８】
（推進ユニット用旋回装置の第１実施形態）
次に、本発明の第１実施の形態に係る推進ユニット用旋回装置１（以下、単に「旋回装置１」ともいう）について説明する。図１及び図２に示す旋回装置１は、複数の旋回アクチュエータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を備えて構成されている。尚、図１の模式図では、複数の旋回アクチュエータ１１について、１つの要素で模式的に示している。この旋回アクチュエータ１１は、本実施形態の旋回装置１においては、４つ備えられている。そして、各旋回アクチュエータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）は、船舶１００に固定され、それぞれ電動機１２と減速機１３とを備えて構成されている。
【００２９】
電動機１２は、後述する減速機１３に連結されて減速機１３を回転駆動するように構成されている。この電動機１２の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定されている。また、図１に示すように、各電動機１２は、インバータ１１０に接続されており、このインバータ１１０によって供給電力が制御される。尚、インバータ１１０は、通信可能に接続された旋回コントローラ１０９からの指令信号に基づいて、電動機１２の回転速度や回転位置を制御するように構成されている。
【００３０】
上記の旋回コントローラ１０９は、上位のメインコントローラ１０５に対して通信可能に接続されている。そして、メインコントローラ１０５から旋回コントローラ１０９に対しては、操縦者の操作に基づいてメインコントローラ１０５にて決定される船舶１００の旋回方向や旋回速度を規定する旋回指令信号が発信される。旋回コントローラ１０９は、メインコントローラ１０５からのこの旋回指令信号に基づいて、各電動機１２における回転速度と回転を停止する回転角度位置とについての回転指令信号をインバータ１１０に出力する。この旋回コントローラ１０９により、インバータ１１０、旋回装置１の旋回アクチュエータ１１（１１ａ〜１１ｄ）、旋回ギア１０４を介して、推進ユニット１０１の旋回方向における回転位置及び回転速度が制御される。
【００３１】
図３は、旋回アクチュエータ１の正面図であって、減速機１３について断面で示す図である。図３に示すように、旋回アクチュエータ１の減速機１３は、入力軸１４、ケース１５、減速部１６、ピニオン１７、保持機構１８、連結切替機構１９、等を備えて構成されている。尚、各旋回アクチュエータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）における減速機１３は、いずれも同様に構成されている。
【００３２】
図３に示すように、減速機１３は、下側に配置された一端側においてケース１５から一部が突出するように位置する後述のキャリア２５にピニオン１７が取り付けられ、上側に配置された他端側においてケース１５に対して電動機１２が取り付けられている。そして、減速機１３においては、上側に配置された電動機１２から入力された回転駆動力をケース１５の内側に配置された減速部１６を介して減速して伝達してピニオン１７から出力する。
【００３３】
尚、各減速機１３に設けられたピニオン１７は、旋回軸線Ｐを中心位置として配置されて船舶１００に対して回転自在に支持された旋回ギア１０４の外周に形成された歯１０４ａとそれぞれ噛み合うように配置されている（図１及び図２を参照）。また、各ピニオン１７は、旋回ギア１０４の外周に沿ってその周方向における均等角度位置に（本実施形態
では９０°毎に）配置されている。このように各ピニオン１７が配置されているため、各電動機１２が回転することで各ピニオン１７が回転し、船舶１００に回転自在に支持されるとともにピニオン１７に噛み合う旋回ギア１０４が旋回軸線Ｐを中心として回転する。そして、旋回ギア１０４が設けられた旋回筒１０３及びストラット１０２とともに推進ユニット１０１が旋回軸線Ｐを中心に回転する。このため、旋回アクチュエータ１１は、電動機１２が回転することで推進ユニット１０１を旋回軸線Ｐを中心に旋回させるように構成されている。
【００３４】
ここで、減速機１３について更に詳しく説明する。尚、以下の説明においては、減速機１３にて、ピニオン１７が配置される下側である出力側を一端側として、電動機１２が配置される上側である入力側を他端側として説明する。
【００３５】
図４は、図３におけるケース１５及び減速部１６の一部を拡大して示す断面図である。図３及び図４に示すように、ケース１５は、筒状に形成された第１ケース部１５ａ、第２ケース部１５ｂ及び第３ケース部１５ｃを備えて構成され、これらの第１乃至第３ケース部（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が直列に配置されてボルト等の締結手段によって連結されている。尚、第１ケース部１５ａが一端側に配置され、その他端側に第２ケース部１５ｂが固定され、更にその第２ケース部１５ｂの他端側に第３ケース部１５ｃが固定されている。ケース１５の内部には、入力軸１４や減速部１６等が収納され、電動機１２の出力軸１２ａ、入力軸１４及び減速部１６は、減速機１３の回転中心線Ｑ（図３及び図４において一点鎖線で図示）の方向に沿って直列に配置されている。ケース１５は、一端側（第１ケース部１５ａの端部側）が開口形成され、他端側（第３ケース部１５ｃの端部側）には電動機１２が固定されている。尚、ケース１５の内部は外部に対してシール部材によって密封されており、この密封されたケース１５の内部には潤滑油が充填されている。
【００３６】
また、ケース１５における第１ケース部１５ａの内周には、本実施形態における内歯を構成する複数のピン内歯２０（図３及び図４では、断面でなく外形を図示）が配置されている。ピン内歯２０は、ピン状の部材（丸棒状の部材）として形成され、その長手方向が回転中心線Ｑと平行に位置するように配置されるとともに、第１ケース部１５ａの内周において周方向に沿って等間隔で配列され、後述する外歯歯車２６の外歯４１と噛み合うように構成されている。
【００３７】
図３に示すように、入力軸１４は、電動機１２の出力軸１２ａに対してカップリング２１を介して連結されており、電動機１２からの駆動力がその他端側に入力される軸状の部材として設けられている。そして、入力軸１４の一端側には、減速部１６における後述のクランク軸用歯車２３と噛み合うギア部１４ａが設けられており、この入力軸１４は、電動機１２から駆動力を減速部１６に伝達するように構成されている。また、ケース１５の第２ケース部１５ｂは一端側に向かって段状に拡径する外形となるように形成されており、この第２ケース部１５ｂの拡径する部分に対して、入力軸１４の中途部分が玉軸受２２を介して回転自在に支持されている。
【００３８】
図３及び図４に示すように、減速部１６は、クランク軸用歯車２３、クランク軸２４、キャリア２５、外歯歯車２６、主軸受（３０、３１）、クランク軸軸受（３２、３３）等を備えて構成されている。
【００３９】
クランク軸用歯車２３は、平歯車要素として設けられており、入力軸１４のギア部１４ａと噛み合うようにギア部１４ａの周囲に複数（例えば、３つ）配置され、ギア部１４ａに対して減速機１３の径方向（回転中心線Ｑに対して垂直な方向）に位置している。クランク軸用歯車２３は、中央部分に貫通孔が形成され、この貫通孔においてクランク軸２４の他端側に対してスプライン結合により固定されている。
【００４０】
クランク軸２４は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されており、その軸方向が回転中心線Ｑと平行になるように配置されている。各クランク軸２４（図３及び図４では、外形を図示し、一部のみ断面を図示）は、外歯歯車２６に形成されたクランク用孔３４をそれぞれ貫通するように配置されており、他端側に配置された入力軸１４からの駆動力がクランク軸用歯車２３を介して伝達されて回転することで外歯歯車２６を偏心させて揺動回転させる軸部材として設けられている。そして、クランク軸２４は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車２６の回転とともに、公転動作を行うことになる。
【００４１】
また、クランク軸２４には、第１偏心部２４ａ、第２偏心部２４ｂ、第１軸部２４ｃ、第２軸部２４ｄが形成され、一端側から、第１軸部２４ｃ、第１偏心部２４ａ、第２偏心部２４ｂ、第２軸部２４ｄの順番で設けられている。第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂは、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成され、それぞれの中心位置がクランク軸２４の回転中心線に対して偏心するように設けられている。第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂは、外歯歯車２６のクランク用孔３４に配置されている。
【００４２】
クランク軸２４の一端側に設けられた第１軸部２４ｃは、クランク軸軸受３２を介してキャリア２５に対して回転自在に保持されている。クランク軸２４の他端側に設けられた第２軸部２４ｄは、クランク軸軸受３３を介してキャリア２５に対して回転自在に保持されている。また、第２軸部２４ｄには、クランク軸軸受３３から他端側に突出するように位置するその端部側において、前述したように、クランク軸用歯車２３が固定されている。尚、クランク軸軸受（３２、３３）は、例えば、円錐ころ軸受として設けられている。
【００４３】
キャリア２５は、基部キャリア２７と、端部キャリア２８と、支柱２９とを備えて構成されている。そして、このキャリア２５は、クランク軸２４の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともにピニオン１７が取り付けられる本実施形態における出力部を構成している。
【００４４】
基部キャリア２７は、その一端側において、後述の保持機構１８及び連結切替機構１９を介してピニオン１７が連結されている。また、基部キャリア２７は、その他端側にクランク保持穴３５が形成され、このクランク保持穴３５によって各クランク軸２４の一端側をその第１軸部２４ｃにてクランク軸軸受３２を介して回転自在に保持している。クランク保持穴３５は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成されている。
【００４５】
端部キャリア２８は、支柱２９を介して基部キャリア２７と連結され、円板状の部材として設けられている。端部キャリア２８には、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置にクランク軸２４の他端側の第２軸部２４ｄが配置される貫通孔としてクランク貫通孔３６が形成されている。このクランク貫通孔３６において、クランク軸２４の他端側がその第２軸部２４ｄにてクランク軸軸受３３を介して回転自在に保持されている。
【００４６】
支柱２９は、基部キャリア２７と端部キャリア２８との間に配置され、基部キャリア２７と端部キャリア２８とを連結する柱状部分として設けられている。支柱２９は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置され、その軸方向が回転中心線Ｑと平行となるように配置されている。尚、支柱２９とクランク軸２４とは、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿って交互に配置されている。各支柱２９は、基部キャリア２７に一体に形成され、基部キャリア２７の他端側において突出するように設けられている。そして、各支柱２９には、端部キャリア２８に形成された貫通孔に
向かって開口するとともに回転中心線Ｑと平行に延び、支柱ピン３７が圧入される支柱ピン穴３８が形成されている。支柱ピン３７が端部キャリア２８の他端側から支柱ピン穴３８に亘って圧入されることで、基部キャリア２７及び端部キャリア２８の周方向の位置が合わされる。また、各支柱２９には、端部キャリア２８に形成された貫通孔に向かって開口するとともに軸方向に沿って延び、支柱ボルト３９（図３及び図４にて破線で図示）が挿入される支柱ボルト穴が形成されている。この支柱ボルト穴の内周には、雌ネジ部分が形成され、支柱ボルト３９の一端側には、雄ネジ部分として形成されたネジ部が設けられている。支柱ボルト３９は、端部キャリア２８を貫通するよう配置されるとともにそのネジ部が上記の支柱ボルト穴の雌ネジ部分と螺合することで、端部キャリア２８と基部キャリア２７とを支柱２９を介して結合するように構成されている。
【００４７】
主軸受（３０、３１）は、キャリア２５をケース１５に対して回転自在に保持するように構成されている。主軸受３０は、基部キャリア２７をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する玉軸受として構成されている。また、主軸受３１は、端部キャリア２８をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する玉軸受として構成されている。
【００４８】
外歯歯車２６は、平行に配置された状態でケース１５内に収納される第１外歯歯車２６ａと第２外歯歯車２６ｂとで構成されている。第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂにはそれぞれ、クランク軸２４が貫通するクランク用孔３４、及び、支柱２９が貫通する支柱貫通孔４０が形成されている。第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂは、回転中心線Ｑと平行な方向において、クランク用孔３４及び支柱貫通孔４０の位置がそれぞれ対応するように配置されている。外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）のクランク用孔３４は、円形孔として形成され、クランク軸２４に対応して外歯歯車２６の周方向に沿って均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されている。また、支柱貫通孔４０は、支柱２９の断面形状に対応した孔として形成され、支柱２９に対応して外歯歯車２６の周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されている。また、支柱貫通孔４０は、外歯歯車２６の周方向において、クランク用孔３４と交互に形成されている。尚、支柱貫通孔４０には、支柱２９が遊嵌状態で貫通している。
【００４９】
また、第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂのそれぞれの外周には、ピン内歯２０に噛み合う外歯４１が設けられている。尚、第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂの外歯４１の歯数は、ピン内歯２０の歯数よりも１個又は複数個少なくなるように設けられている。このため、クランク軸２４が回転するごとに、噛み合う外歯４１とピン内歯２０との噛み合いがずれ、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）が偏心して揺動回転するように構成されている。
【００５０】
また、外歯歯車２６は、クランク用孔３４において外歯用軸受（４２、４３）を介してクランク軸２４を回転自在に保持している。外歯用軸受４２は第１偏心部２４ａを第１外歯歯車２６ａに対して、外歯用軸受４３は第２偏心部２４ｂを第２外歯歯車２６ｂに対して、それぞれ回転自在に保持している。尚、外歯用軸受（４２、４３）は、円筒ころ軸受又はニードルころ軸受として構成されている。
【００５１】
尚、上述した入力軸１４から出力部であるキャリア２５までの駆動力伝達経路における速比、即ち、減速機１３における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定されている。また、出力部における基部キャリア２７に取り付けられたピニオン１７の旋回ギア１０４に対する速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されている。
【００５２】
図３に示すように、保持機構１８は、ピニオン１７を出力部であるキャリア２５における基部キャリア２７に対して回転可能に保持するボルト部材として構成されている。ピニ
オン１７の径方向における中央部分には第１貫通孔１７ａが形成されており、保持機構１８は、その軸部が第１貫通孔１７ａに対して遊嵌状態で貫通するように配置されている。このため、ピニオン１７は、保持機構１８の軸部の周囲で回転可能な状態で配置されている。尚、第１貫通孔１７ａは、減速機１３の回転中心線Ｑと同方向に配置されるピニオン１７の軸方向に沿ってこのピニオン１７を貫通するように形成されている。そして、図３のＡ−Ａ線矢視断面図である図５（ａ）に示すように、ピニオン１７の軸方向と垂直な方向における第１貫通孔１７ａの断面は、ピニオン１７の径方向に延びる長孔状の断面形状に形成されている。尚、図５（ａ）においては、ピニオン１７については模式的に示しており、その外周の歯については一部のみを図示している（図５（ｂ）も同様）。
【００５３】
また、保持機構１８は、そのボルト頭部１８ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部１８ｂが形成されている。そして、基部キャリア２７の一端側の端部には、回転中心線Ｑに沿った中心位置に設けられて一端側に向かって開口する雌ネジ穴２７ａが形成されており、保持機構１８の雄ネジ部１８ｂがこの雌ネジ孔２７ａに螺合するように構成されている。このように、保持機構１８は、第１貫通孔１７ａを遊嵌状態で貫通した状態で雄ネジ部１８ｂが雌ネジ穴２７ａに螺合することで、基部キャリア２７に固定されるとともに、ピニオン１７の一端側に向かう方向の移動をボルト頭部１８ａで係止して阻止するように設けられている。即ち、保持機構１８は、出力部であるキャリア２５に固定され、ピニオン１７をキャリア２５に対して回転可能に支持するとともにピニオン１７に対して軸方向において係止することでこのピニオン１７を保持するように構成されている。
【００５４】
図３に示すように、連結切替機構１９は、出力部であるキャリア２５の基部キャリア２７に対するピニオン１７の連結状態を固定状態と固定解除状態との間で切り替え可能な機構として設けられており、複数（本実施形態では、２つ）の軸状部材４４を備えて構成されている。各軸状部材４４は、本実施形態ではボルト部材として設けられている。ピニオン１７の径方向における中心から離れた位置には、円形断面を有する第２貫通孔１７ｂが複数（本実施形態では、２つ）形成されており、各軸状部材４４は、その軸部が各第２貫通孔１７ｂに対して貫通するように配置されている。尚、各第２貫通孔１７ｂは、ピニオン１７の軸方向と平行な方向にこのピニオン１７を貫通するように形成されている。そして、２つの第２貫通孔１７ｂは、ピニオン１７の中心位置に対して点対称な位置に設けられている。
【００５５】
また、連結切替機構１９における各軸状部材４４は、そのボルト頭部４４ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部４４ｂが形成されている。一方、基部キャリア２７の一端側の端部には、回転中心線Ｑから径方向に離れた位置で各第２貫通孔１７ｂに対向する位置に複数（本実施形態では、２つ）の挿入穴２７ｂが一端側に向かって開口するように形成されている。そして、各軸状部材４４の雄ネジ部４４ｂは、各挿入穴２７ｂに対して螺合するように構成されている。尚、図３に示す軸状部材４４のボルト頭部４４ａには、凹み形成された六角穴が設けられており、六角レンチ等を用いて軸状部材４４の挿入穴２７ｂに対する締め付け操作や緩め操作が行われることになる。
【００５６】
図６は、図３におけるピニオン１７とその近傍とを示す切欠き断面図であって、挿入穴２７ｂに対して軸状部材４４が螺合した状態（図６（ａ））と取り外された状態（図６（ｂ））とを示す図である。軸状部材４４は、図６（ａ）に示すように、第２貫通孔１７ｂを貫通した状態で雄ネジ部４４ｂが挿入穴２７ｂに螺合することで、ピニオン１７の回転方向の変位を軸状部材４４の軸部で係止して規制することになる。このとき、ピニオン１７は、基部キャリア２７に対して固定された状態で連結されている。一方、図６（ｂ）に示すように、雄ネジ部４４ｂと挿入穴２７ｂとの螺合が緩められて軸状部材４４が図中の矢印で示すように挿入穴２７ｂから取り出されることで、ピニオン１７は、回転方向の変位の規制が解除された状態（保持機構１８を中心として回転自在の状態）となる。
【００５７】
上記のように、複数の軸状部材４４は、ピニオン１７を軸方向と平行に貫通するとともに出力部であるキャリア２５に形成された挿入穴２７ｂに対して抜き取り可能に挿入された状態でピニオン１７のキャリア２５に対する回転方向の変位を規制するように構成されている。そして、複数の軸状部材４４を有する連結切替機構１９は、各軸状部材４４が各挿入穴２７ｂに螺合した図６（ａ）に示す状態では、ピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態を固定状態とし、各軸状部材４４が各挿入穴２７ｂから取り出された図６（ｂ）に示す状態では、ピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態を固定解除状態とする。即ち、上記の固定状態においては、ピニオン１７がキャリア２５とともに回転するようにキャリア２５に対して固定されて連結された状態となる。そして、上記の固定解除状態においては、ピニオン１７のキャリア２５に対する固定状態が解除されてピニオン１７がキャリア２５に対して保持機構１８のみを介して回転可能に連結された状態となる。
【００５８】
図５（ｂ）は、図３のＡ−Ａ線矢視位置に対応する断面を示す図であって、図５（ａ）に示す状態からピニオン１７が図５（ａ）における矢印Ｂ方向に移動した状態を示す図である。前述のように、ピニオン１７には長孔状の断面を有する第１貫通孔１７ａが設けられている。このため、連結切替機構１９によってピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態が上記の固定解除状態に切り替えられたときに、図５（ｂ）に示すようにピニオン１７が移動可能となる。これにより、保持機構１８は、ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン１７を旋回ギア１０４に対して退避可能に保持できることになる。
【００５９】
次に、上述した旋回装置１の作動について説明する。旋回装置１においては、旋回コントローラ１０９からの指令信号に基づいて作動するインバータ１１０により複数の旋回アクチュエータ１１における各電動機１２の回転が制御される。そして、電動機１２の出力軸１２ａが回転すると、入力軸１４がともに回転し、ギア部１４ａに噛み合うクランク軸用歯車２３が回転し、更に、クランク軸用歯車２３が固定された各クランク軸２４とともに第１及び第２偏心部（２４ａ、２４ｂ）が回転する。この回転に伴って、第１及び第２偏心部（２４ａ、２４ｂ）から外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）に対して荷重が作用し、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）がピン内歯２０と噛み合いをずらしながら揺動するように偏心して回転する。そして、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）の偏心回転に伴って、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）に対して回転保持されたクランク軸２４が自転しながら回転中心線Ｑを中心として公転動作を行う。このクランク軸２４の公転動作により、クランク軸２４を回転自在に保持する出力部であるキャリア２５が回転する。このとき、連結切替機構１９によってピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態は固定状態になっており、大きなトルクがキャリア２５とともに回転するピニオン１７から出力されることになる。
【００６０】
尚、上記のように旋回装置１が作動して複数の旋回アクチュエータ１１の各ピニオン１７からトルクが出力されることで、各ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いを介して旋回コントローラ１０９の指令に基づく目標の回転速度で目標の回転位置まで推進ユニット１０１が回転する。これにより、推進ユニット１０１の所望の旋回動作が行われることになる。
【００６１】
一方、旋回アクチュエータ１１のいずれかにおいて減速機１３や電動機１２に故障が発生した場合、作業者は、その故障が発生した旋回アクチュエータ１１において連結切替機構１９を操作することになる。即ち、作業者は、基部キャリア２７の挿入穴２７ｂに螺合している各軸状部材４４を緩め、これらの軸状部材４４を挿入穴２７ｂから取り外す操作を行うことになる。これにより、ピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態が固定状態から固定解除状態に切り替えられることになる。尚、作業者は、ピニオン１７の連結状
態を固定解除状態に切り替えた後は、ピニオン１７を第１貫通孔１７ａの範囲内で保持機構１８に対して水平に移動させる。これにより、ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン１７が旋回ギア１０４に対して退避することになる。
【００６２】
以上説明したように、推進ユニット用旋回装置１によると、電動機１２の回転駆動力を減速機１３で減速して出力する旋回アクチュエータ１１によって、旋回ギア１０４を介して推進ユニット１０１が旋回駆動される。そして、旋回アクチュエータ１１の減速機１３は、クランク軸２４の回転によって外歯歯車２６がケース１５の内周のピン内歯２０と噛み合いながら偏心して揺動回転し、クランク軸２４とともに公転する出力部であるキャリア２５を介してピニオン１７から回転力を出力する減速機として構成されている。このため、平歯車機構、遊星歯車機構、又はウォームギア機構として構成された歯車機構やこれらの組み合わせとして構成された歯車機構とは異なり、相当に大きな減速比を小型でコンパクトに構成された減速機１３により容易に実現することができる。そして、大きな減速比を小型の減速機１３で確保できるため、推進ユニット１０１の旋回動作に必要な旋回トルクを確保するために大型の電動機を用いる必要がなく、電動機１２の小型化を図ることもできる。これにより、旋回アクチュエータ１１の大幅な小型化を達成することができる。また、大きな減速比を確保できる減速機１３を備えた旋回アクチュエータ１１が用いられるため、旋回ギア１０４に対するピニオン１７の速比を小さく設定でき、旋回ギア１０４の小型化を図ることもできる。
【００６３】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、旋回ギア１０４に対するピニオン１７の速比が１０以上で２０以下の範囲に設定される。このため、速比が２０以下に設定されることで、旋回ギア１０４において、厚み方向の寸法を薄く設定することができるとともに径方向の寸法の増大を抑制して小型化を確保することができる。また、速比が２０以下に設定されて、旋回ギア１０４の径方向の寸法を小さくすることができるため、旋回ギア１０４の製造が容易となり、低コストで旋回ギア１０４を製造することができる。一方、上記の速比が１０以上に設定されることで、径方向の寸法を小さく設定した旋回ギア１０４において厚み方向の寸法の増大も抑制して小型化を図ることができる。そして、推進ユニット１０１に必要なケーブルや油圧配管等を挿通するために旋回ギア１０４の内側に形成される中空部の径方向の寸法について、推進ユニット１０１において要求される水準の径方向寸法を確保することができる。そして、推進ユニット用旋回装置１によると、電動機１２の定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定される。このため、定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上となることで、電動機１２の仕様について十分に小型化を図ることができる高速回転の仕様に設定することができる。そして、定格回転速度が３０００ＲＰＭ以下となることで、汎用の電動機１２を用いて旋回アクチュエータ１１を製造することができ、旋回アクチュエータ１１の製造が容易となり、低コストで旋回アクチュエータ１１を製造することができる。更に、減速機１３における速比が５０以上で１００以下の範囲に設定される。このため、推進ユニット１０１の旋回速度として要求される２ＲＰＭから３ＲＰＭ程度の速度を確保することができる。
【００６４】
従って、推進ユニット用旋回装置１によると、小型の電動機１２と大きな減速比が確保された小型の減速機１３とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータ１１を実現できるとともに、推進ユニット１０１の旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる。
【００６５】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、旋回アクチュエータ１１における減速機１３や電動機１２に故障が発生した場合、連結切替機構１９によってピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態を固定状態から固定解除状態に移行させることができる。これにより、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力の伝達経路から切り離すことができ、故障した旋回アクチュエータ１１が駆動力伝達経路に介在してしまうことによって旋回ギア
１０４や推進ユニット１０１等の他の機器の破損を招いて損害が拡大してしまうことを防止することができる。そして、ピニオン１７を出力部に対して回転可能に保持する保持機構１８が設けられているため、固定解除状態においても、ピニオン１７がそのままキャリア２５に保持された状態に維持される。このため、固定解除状態へ移行させる作業の際、作業者は、連結切替機構１９を操作するだけでよく、ピニオン１７をキャリア２５から取り外して別の場所へ搬送するためのクレーン等の装置や複数人での作業が不要となる。従って、旋回アクチュエータ１１の故障が生じた際に、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても容易且つ速やかに行うことができる。
【００６６】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、連結切替機構１９の固定状態においては、複数の軸状部材４４がピニオン１７を貫通してキャリア２５に対して挿入されており、ピニオン１７のキャリア２５に対する回転方向の変位が規制され、ピニオン１７がキャリア２５とともに回転するよう固定されている。一方、旋回アクチュエータ１１に故障が発生した場合、作業者は、ピニオン１７を貫通してキャリア２５に挿入された複数の軸状部材４４を抜き取るだけで、ピニオン１７のキャリア２５に対する固定状態を解除し、保持機構１８のみでピニオン１７が保持された固定解除状態に移行させる作業を行うことができる。従って、連結切替機構１９を簡素な構成で構築することができるとともに、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても軸状部材４４を抜くだけで極めて容易且つ速やかに行うことができる。
【００６７】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、連結切替機構１９の固定解除状態においては、キャリア２５に対して固定された保持機構１８によって軸方向でピニオン１７を係止させて回転可能な状態のまま保持することができる。このため、固定解除状態においてピニオン１７をキャリア２５に対して回転可能に保持する保持機構１８を簡素な構成で構築することができる。
【００６８】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、連結切替機構１９の固定解除状態においては、ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン１７を旋回ギア１０４に対して退避させた状態でピニオン１７を保持機構１８によって保持することができる。このため、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から切り離した際に、ピニオン１７を旋回ギア１０４に対して噛み合わせたまま空回りさせることもなく、旋回ギア１０４に無駄な負荷や抵抗を与えてしまうことを防止することができる。
【００６９】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、旋回アクチュエータ１１が複数備えられており、それぞれの旋回アクチュエータ１１における減速機１３が、保持機構１８及び連結切替機構１９を有している。このため、いずれかの旋回アクチュエータ１１に故障が発生した場合であっても、その旋回アクチュエータ１１の減速機１３において連結切替機構１９を操作し、ピニオン１７とキャリア２５の連結状態を速やかに固定解除状態に移行させることができる。このため、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から速やかに切り離し、故障していない旋回アクチュエータ１１にてすぐに推進ユニット１０１の旋回動作を行うことができる。
【００７０】
（推進ユニット用旋回装置の第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る推進ユニット用旋回装置２（以下、単に「旋回装置２」ともいう）について説明する。図７は、推進ユニット用旋回装置２と推進ユニット１０１とを模式的に示す斜視図である。旋回装置２は、第１実施形態の旋回装置１と同様に、船舶１００（図１参照）において回転自在に支持された推進ユニット１０１を旋回軸線Ｐを中心に旋回させる旋回装置として構成される。そして、旋回装置２は、複数の旋回アクチュエータ５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）を備えて構成されている。旋回ア
クチュエータ５１は、旋回装置２においては、第１実施形態と同様に、４つ備えられている。そして、各旋回アクチュエータ５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）は、船舶１００に固定され、それぞれ電動機５２と減速機５３とを備えて構成されている。
【００７１】
電動機５２は、第１実施形態と同様に構成され、減速機５３に連結されて減速機５３を回転駆動するように設けられている。そして、電動機５２の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定されている。この電動機５２は、第１実施形態の電動機１２と同様に、インバータ１１０を介して旋回コントローラ１０９の指令に基づいて運転が制御される。
【００７２】
図８は、旋回アクチュエータ２の正面図であって、減速機５３について断面で示す図である。図８に示すように、旋回アクチュエータ２の減速機５３は、入力軸５４、ケース５５、減速部５６、ピニオン５７、保持機構５８、連結切替機構５９、等を備えて構成されている。各旋回アクチュエータ５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）における減速機５３は、いずれも同様に構成されている。
【００７３】
図８に示すように、減速機５３は、下側に配置された一端側においてケース５５から一部が突出するように位置する後述のキャリア６５にピニオン５７が取り付けられ、上側に配置された他端側においてケース５５に対して電動機５２が取り付けられている。そして、減速機５３においては、上側に配置された電動機５２から入力された回転駆動力をケース５５の内側に配置された減速部５６を介して減速して伝達してピニオン５７から出力する。
【００７４】
各減速機５３に設けられたピニオン５７は、第１実施形態のピニオン１７と同様に、旋回ギア１０４の外周に形成された歯１０４ａとそれぞれ噛み合うとともに、旋回ギア１０４の外周に沿ってその周方向における均等角度位置に配置されている（図７参照）。これにより、第１実施形態と同様に、旋回アクチュエータ５１は、電動機５２が回転することで推進ユニット１０１を旋回軸線Ｐを中心に旋回させるように構成されている。
【００７５】
ここで、減速機５３について更に詳しく説明する。尚、以下の説明においては、第１実施形態と同様に、減速機５３にて、ピニオン５７が配置される下側である出力側を一端側として、電動機５２が配置される上側である入力側を他端側として説明する。
【００７６】
図９は、図８におけるケース５５及び減速部５６の一部を拡大して示す断面図である。図８及び図９に示すように、ケース５５は、筒状に形成された第１ケース部５５ａ及び第２ケース部５５ｂを備えて構成され、これらの第１及び第２ケース部（５５ａ、５５ｂ）がボルトによって連結されている。尚、第１ケース部５５ａが一端側に配置され、その他端側に第２ケース部５５ｂが固定されている。ケース５５の内部には、入力軸５４や減速部５６等が収納され、電動機５２の出力軸５２ａ、入力軸５４及び減速部５６は、減速機５３の回転中心線Ｑ（図８及び図９において一点鎖線で図示）の方向に沿って配置されている。ケース５５は、一端側（第１ケース部５５ａの端部側）が開口形成され、他端側（第２ケース部５５ｂの端部側）には電動機５２が固定されている。尚、ケース５５の内部は外部に対してシール部材によって密封されており、この密封されたケース５５の内部には潤滑油が充填されている。また、ケース５５における第１ケース部５５ａの内周には、第１実施形態のピン内歯２０と同様に構成されて後述の外歯歯車６６の外歯８１と噛み合う複数のピン内歯６０（本実施形態における内歯）が、第１実施形態と同様に配置されている。
【００７７】
図８及び図９に示すように、入力軸５４は、電動機５２の出力軸５２ａに対してキー結合（図示せず）を介した嵌合により連結されており、電動機５２からの駆動力がその他端
側に入力される軸状の部材として設けられている。そして、入力軸５４の一端側には、減速部５６における後述のクランク軸用歯車６３と噛み合うギア部５４ａが設けられており、入力軸５４は、電動機５２から駆動力を減速部５６に伝達するように構成されている。また、入力軸５４は、その一端側から減速部５６の中央部に対して回転中心線Ｑに沿って挿入された状態で配置されており、一端側の端部がキャリア６５に対して玉軸受６１を介して回転自在に支持されている。
【００７８】
図８及び図９に示すように、減速部５６は、クランク軸用歯車６３、クランク軸６４、キャリア６５、外歯歯車６６、主軸受（７０、７１）、クランク軸軸受（７２、７３）等を備えて構成されている。
【００７９】
クランク軸用歯車６３は、平歯車要素として設けられており、減速部５６の内側において、入力軸５４のギア部５４ａと噛み合うようにギア部５４ａの周囲に複数（例えば、３つ）配置されており、ギア部５４ａに対して減速機５３の径方向（回転中心線Ｑに対して垂直な方向）に位置している。クランク軸用歯車６３は、中央部分に貫通孔が形成され、この貫通孔においてクランク軸６４の一端側に対してスプライン結合により固定されている。
【００８０】
クランク軸６４は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った位置に複数（例えば、３つ）、第１実施形態のクランク軸２４と同様に配置されている。そして、各クランク軸６４は、外歯歯車６６に形成されたクランク用孔７４をそれぞれ貫通するように配置され、入力軸５４からの駆動力がクランク軸用歯車６３を介して伝達されて回転することで外歯歯車６６を偏心させて揺動回転させる軸部材として設けられている。このクランク軸６４は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車６６の回転とともに、公転動作を行うことになる。
【００８１】
また、クランク軸６４には、第１実施形態の第１及び第２偏心部（２４ａ、２４ｂ）、第１及び第２軸部（２４ｃ、２４ｄ）と同様に、第１偏心部６４ａ、第２偏心部６４ｂ、第１軸部６４ｃ、第２軸部６４ｄが形成されている。第１偏心部６４ａ及び第２偏心部６４ｂは、外歯歯車６６のクランク用孔７４に配置されている。クランク軸６４の一端側に設けられた第１軸部６４ｃは、クランク軸軸受７２を介してキャリア６５に対して回転自在に保持されている。クランク軸６４の他端側に設けられた第２軸部６４ｄは、クランク軸軸受７３を介してキャリア６５に対して回転自在に保持されている。また、第１軸部６４ｃには、クランク軸軸受７２から一端側に突出するように位置するその端部側において、前述したように、クランク軸用歯車６３が固定されている。尚、クランク軸軸受（７２、７３）は、例えば、円筒ころ軸受又はニードルころ軸受として設けられている。
【００８２】
キャリア６５は、基部キャリア６７と、端部キャリア６８と、支柱６９と、出力軸部６２を備えて構成されている。そして、このキャリア６５は、クランク軸６４の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともにピニオン５７が取り付けられる本実施形態における出力部を構成している。
【００８３】
基部キャリア６７は、中央部分に入力軸５４が貫通する貫通孔が形成された円盤状の部材として設けられるとともに、その一端側の複数個所（例えば、３箇所）において、一端側に向かって開口する凹み形成された部分が形成されている。この凹み形成された部分により、クランク軸用歯車６３が配置される空間が構成されている。また、基部キャリア６７は、その一端側において、複数のボルト７８（図８では破線で１本のみ図示）によって出力軸部６２が締結されて固定されている。また、基部キャリア６７には、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置にクランク軸６４の一端側の第１軸部６４ｃが配置される貫通孔としてクランク貫通孔７５が形成されている。このクランク貫通孔７
５において、クランク軸６４の一端側がその第１軸部６４ｃにてクランク軸軸受７２を介して回転自在に保持されている。
【００８４】
出力軸部６２は、円盤状の部材として設けられ、その他端側において、前述のボルト７８によって基部キャリア６７に対して固定されている。そして、出力軸部６２の他端側の端部の中央部分には凹部が形成され、この凹部において、入力軸５４の一端側の端部を玉軸受６１を介して回転自在に保持している。また、出力軸部６２の一端側には、後述の保持機構５８及び連結切替機構５９を介してピニオン５７が連結されている。
【００８５】
端部キャリア６８は、中央部分に入力軸５４が貫通する貫通孔が形成された円板状の部材として設けられ、支柱６９を介して基部キャリア６７と連結されている。端部キャリア６８には、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置にクランク軸６４の他端側の第２軸部６４ｄが配置される貫通孔としてクランク貫通孔７６が形成されている。このクランク貫通孔７６において、クランク軸６４の他端側がその第２軸部６４ｄにてクランク軸軸受７３を介して回転自在に保持されている。尚、クランク貫通孔７６には、クランク軸６４のスラスト荷重を支持する玉軸受７９も配置されている。
【００８６】
支柱６９は、基部キャリア６７と端部キャリア６８との間に配置され、基部キャリア６７と端部キャリア６８とを連結する柱状部分として設けられ、第１実施形態の支柱２９と同様に構成されている。そして、各支柱６９は、基部キャリア６７に対して他端側に突出するとともに一体に形成される。また、第１実施形態の支柱ピン３７と同様に構成される支柱ピン７７によって、基部キャリア６７及び端部キャリア６８の周方向の位置が合わされる。また、第１実施形態の支柱ボルト３９と同様に構成される支柱ボルト（図示せず）によって、端部キャリア６８と基部キャリア６７とが支柱６９を介して結合される。
【００８７】
主軸受（７０、７１）は、キャリア６５をケース５５に対して回転自在に保持するように構成されている。主軸受７０は、基部キャリア６７をその外周側において第１ケース部５５ａの内周側に対して回転自在に保持する円錐ころ軸受として構成されている。また、主軸受７１は、端部キャリア６８をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する円錐ころ軸受として構成されている。
【００８８】
外歯歯車６６は、平行に配置された状態でケース５５内に収納される第１外歯歯車６６ａと第２外歯歯車６６ｂとで構成されている。第１外歯歯車６６ａ及び第２外歯歯車６６ｂにはそれぞれ、クランク軸６４が貫通するクランク用孔７４、及び、支柱６９が貫通する支柱貫通孔８０が形成されている。外歯歯車６６のクランク用孔７４及び支柱貫通孔８０は、第１実施形態のクランク貫通孔３４及び支柱貫通孔４０と同様に構成されている。尚、第１外歯歯車６６ａ及び第２外歯歯車６６ｂの中央部分にそれぞれ形成された貫通孔には、入力軸５４が貫通した状態で配置されている。また、第１外歯歯車６６ａ及び第２外歯歯車６６ｂのそれぞれの外周には、ピン内歯６０に噛み合う外歯８１が設けられている。そして、第１実施形態と同様に、外歯８１の歯数はピン内歯６０の歯数よりも１個又は複数個少なくなるように設けられ、クランク軸６４が回転するごとに、噛み合う外歯８１とピン内歯６０との噛み合いがずれ、外歯歯車６６（６６ａ、６６ｂ）が偏心して揺動回転することになる。また、外歯歯車６６は、第１実施形態の外歯用軸受（４２、４３）と同様に構成される外歯用軸受（８２、８３）を介してクランク用孔７４においてクランク軸６４を回転自在に保持している。
【００８９】
尚、上述した入力軸５４から出力部であるキャリア６５までの駆動力伝達経路における速比、即ち、減速機５３における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定されている。また、出力部における出力軸部６２に取り付けられたピニオン５７の旋回ギア１０４に対する速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されている。
【００９０】
図８に示すように、保持機構５８は、ピニオン５７を出力部であるキャリア６５における出力軸部６２に対して回転可能に保持するボルト部材として構成されている。ピニオン５７の径方向における中央部分には、第１実施形態の第１貫通孔１７ａと同様に構成される第１貫通孔５７ａが形成されており、保持機構５８は、その軸部が第１貫通孔５７ａに対して遊嵌状態で貫通するように配置されている。このため、ピニオン５７は、保持機構５８の軸部の周囲で回転可能な状態で配置されている。
【００９１】
また、保持機構５８は、そのボルト頭部５８ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部５８ｂが形成されている。そして、出力軸部６２の一端側の端部には、回転中心線Ｑに沿った中心位置に設けられて一端側に向かって開口する雌ネジ穴６２ａが形成されており、保持機構５８の雄ネジ部５８ｂがこの雌ネジ孔６２ａに螺合するように構成されている。このように、保持機構５８は、第１貫通孔５７ａを遊嵌状態で貫通した状態で雄ネジ部５８ｂが雌ネジ穴６２ａに螺合することで、出力軸６２に固定されるとともに、ピニオン５７の一端側に向かう方向の移動をボルト頭部５８ａで係止して阻止するように設けられている。即ち、保持機構５８は、出力部であるキャリア６５に固定され、ピニオン５７をキャリア６５に対して回転可能に支持するとともにピニオン５７に対して軸方向において係止することでこのピニオン５７を保持するように構成されている。
【００９２】
図８に示すように、連結切替機構５９は、出力部であるキャリア６５の出力軸部６２に対するピニオン５７の連結状態を固定状態と固定解除状態との間で切り替え可能な機構として設けられており、複数（例えば、３つ）の軸状部材８４を備えて構成されている。各軸状部材８４は、本実施形態ではボルト部材として設けられている。ピニオン５７の径方向における中心から離れた位置には、円形断面を有する第２貫通孔５７ｂが複数（例えば、３つ）形成されており、各軸状部材８４は、その軸部が各第２貫通孔５７ｂに対して貫通するように配置されている。尚、各第２貫通孔５７ｂは、ピニオン１７の軸方向と平行な方向にこのピニオン５７を貫通するように形成されている。そして、複数の第２貫通孔５７ｂは、ピニオン１７の中心位置を中心にした周方向における均等角度の位置に設けられている。
【００９３】
また、連結切替機構１９における各軸状部材８４は、そのボルト頭部８４ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部８４ｂが形成されている。一方、出力軸部６２の一端側の端部には、回転中心線Ｑから径方向に離れた位置で各第２貫通孔５７ｂに対向する位置に複数（例えば、３つ）の挿入穴６２ｂが一端側に向かって開口するように形成されている。そして、各軸状部材８４の雄ネジ部８４ｂは、各挿入穴６２ｂに対して螺合するように構成されている。
【００９４】
図１０は、図８におけるピニオン５７とその近傍とを示す切欠き断面図であって、挿入穴６２ｂに対して軸状部材８４が螺合した状態（図１０（ａ））と取り外された状態（図１０（ｂ））とを示す図である。軸状部材８４は、図１０（ａ）に示すように、第２貫通孔５７ｂを貫通した状態で雄ネジ部８４ｂが挿入穴６２ｂに螺合することで、ピニオン５７の回転方向の変位を軸状部材８４の軸部で係止して規制することになる。このとき、ピニオン５７は、出力軸部６２に対して固定された状態で連結されている。一方、図１０（ｂ）に示すように、雄ネジ部８４ｂと挿入穴６２ｂとの螺合が緩められて軸状部材８４が図中の矢印で示すように挿入穴６２ｂから取り出されることで、ピニオン５７は、回転方向の変位の規制が解除された状態（保持機構５８を中心として回転自在の状態）となる。
【００９５】
上記のように、複数の軸状部材８４は、ピニオン５７を軸方向と平行に貫通するとともに出力部であるキャリア６５に形成された挿入穴６２ｂに対して抜き取り可能に挿入された状態でピニオン５７のキャリア６５に対する回転方向の変位を規制するように構成され
ている。そして、複数の軸状部材８４を有する連結切替機構５９は、各軸状部材８４が各挿入穴６２ｂに螺合した図１０（ａ）に示す状態では、ピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態を固定状態とし、各軸状部材８４が各挿入穴６２ｂから取り出された図１０（ｂ）に示す状態では、ピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態を固定解除状態とする。即ち、上記の固定状態においては、ピニオン５７がキャリア６５とともに回転するようにキャリア６５に対して固定されて連結された状態となる。そして、上記の固定解除状態においては、ピニオン５７のキャリア６５に対する固定状態が解除されてピニオン５７がキャリア６５に対して保持機構５８のみを介して回転可能に連結された状態となる。
【００９６】
上述した旋回装置２は、旋回装置１と同様に作動することになる。即ち、旋回アクチュエータ５１の電動機５２が作動すると、出力軸５２ａとともに入力軸５４が回転し、ギア部５４ａに噛み合うクランク軸用歯車６３とともに各クランク軸６４が回転する。この回転により、第１及び第２偏心部（６４ａ、６４ｂ）から外歯歯車６６（６６ａ、６６ｂ）に対して荷重が作用し、外歯歯車６６（６６ａ、６６ｂ）がピン内歯６０と噛み合いをずらしながら揺動して偏心回転する。これにより、クランク軸６４が自転しながら公転動作を行い、出力部であるキャリア６５が回転する。このとき、連結切替機構５９によってピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態は固定状態になっており、大きなトルクがキャリア６５とともに回転するピニオン５７から出力される。そして、各ピニオン５７と旋回ギア１０４との噛み合いを介して推進ユニット１０１が回転し、推進ユニット１０１の旋回動作が行われることになる。
【００９７】
一方、旋回アクチュエータ５１のいずれかにおいて減速機５３や電動機５２に故障が発生した場合、作業者は、その故障が発生した旋回アクチュエータ５１において連結切替機構５９を操作することになる。即ち、作業者は、出力軸６２の挿入穴６２ｂに螺合している各軸状部材８４を緩め、これらの軸状部材８４を挿入穴６２ｂから取り外す操作を行うことになる。これにより、ピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態が固定状態から固定解除状態に切り替えられることになる。尚、ピニオン５７の第１貫通孔５７ａは、第１実施形態の第１貫通孔１７ａと同様に構成されている。このため、作業者は、ピニオン５７の連結状態を固定解除状態に切り替えた後は、ピニオン５７を第１貫通孔５７ａの範囲内で保持機構５８に対して水平に移動させることができる。これにより、ピニオン５７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン５７が旋回ギア１０４に対して退避することになる。
【００９８】
以上説明した推進ユニット用旋回装置２によると、第１実施形態の推進ユニット用旋回装置１と同様の効果を奏することができる。即ち、推進ユニット用旋回装置２によると、小型の電動機５２と大きな減速比が確保された小型の減速機５３とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータ５１を実現できるとともに、推進ユニット１０１の旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる。また、推進ユニット用旋回装置２によると、旋回アクチュエータ５１の故障が生じた際に、故障した旋回アクチュエータ５１を駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても容易且つ速やかに行うことができる。また、連結機構５９及び保持機構５８を簡素な構成で構築することができる。また、故障した旋回アクチュエータ５１を駆動力伝達経路から切り離した際に、ピニオン５７を旋回ギア１０４に対して噛み合わせたまま空回りさせることもなく、旋回ギア１０４に無駄な負荷や抵抗を与えてしまうことを防止することができる。また、故障した旋回アクチュエータ５１を駆動力伝達経路から速やかに切り離し、故障していない旋回アクチュエータ５１にてすぐに推進ユニット１０１の旋回動作を行うことができる。
【００９９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができ
る。例えば、次のように変更して実施することができる。
【０１００】
（１）本実施形態では、旋回アクチュエータが４つ備えられているものを例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、旋回アクチュエータの数については、種々変更して実施してもよい。
【０１０１】
（２）本実施形態では、旋回ギアの外周に形成された歯に対して旋回アクチュエータのピニオンが噛み合う場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、旋回ギアの内周に形成された歯に対して旋回アクチュエータのピニオンが噛み合うように構成されるものであってもよい。
【０１０２】
（３）本実施形態では、旋回ギアが設けられた旋回筒が船舶に対して回転自在に支持されて、旋回アクチュエータが船舶に対して固定された場合を例にとって説明したがこの通りでなくてもよい。即ち、旋回ギアが設けられた旋回筒が船舶に対して固定され、旋回軸線を中心として旋回ギアの周方向に沿って配置された旋回アクチュエータが船舶に対して旋回軸線を中心に周方向に移動可能なようにストラット側に固定されているものであってもよい。
【０１０３】
（４）また、減速機におけるクランク軸やキャリア等については、種々形態を変更して実施することができる。例えば、クランク軸が回転中心線上に配置されたセンタクランクタイプの減速機が用いられてもよい。また、基部キャリアと端部キャリアとを連結する支柱は、基部キャリアに一体に形成されていなくてもよく、基部キャリアとは別部材として形成されていてもよい。また、クランク軸及び支柱の数は、本実施形態とは異なっていてもよい。また、クランク軸の偏心部の個数や外歯歯車の枚数については、２つでなくてもよい。また、保持機構及び連結切替機構については、ボルト部材以外の形態の要素によって構成されていてもよい。また、連結切替機構における軸状部材の数については、種々変更して実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置として、広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 推進ユニット用旋回装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 旋回アクチュエータ
１２ 電動機
１３ 減速機
１５ ケース
１７ ピニオン
２０ ピン内歯（内歯）
２４ クランク軸
２５ キャリア（出力部）
２６ 外歯歯車
１００ 船舶
１０１ 推進ユニット
１０４ 旋回ギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アジマススラスターやポッド等と称され、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットが知られている。そして、この推進ユニットが設けられる船舶においては、特許文献１に開示されているように、旋回軸線を中心に推進ユニットを旋回させる推進ユニット用旋回装置が設けられている。このように推進ユニット及び推進ユニット用旋回装置が設けられた船舶においては、推進ユニットのプロペラが回転することで船舶が推進され、推進ユニット用旋回装置によって推進ユニットが旋回することで船舶の操舵が行われる。
【０００３】
特許文献１に開示された推進ユニット用旋回装置においては、サーボモータとこのサーボモータの駆動軸に取り付けられた減速機とを有し、推進ユニットを旋回軸線を中心に旋回させる旋回アクチュエータが設けられている。そして、旋回アクチュエータの減速機の出力軸には、ピニオンが取り付けられており、このピニオンが、旋回軸線を軸線方向として配置される旋回ギアである旋回輪に噛み合うように配置されている。これにより、サーボモータの回転駆動力が減速機で減速されて伝達されてピニオンから出力され、旋回輪とともに推進ユニットが旋回されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５７００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された推進ユニット用旋回装置の旋回アクチュエータにおいては、上記のサーボモータとして、上記の減速機に比して相当に大きく構成された大型の電動機が用いられている。このため、推進ユニットの旋回動作に必要な旋回トルクが確保されるものの、電動機の大型化を招いてしまい、旋回アクチュエータの小型化を図ることが困難である。一方、旋回アクチュエータにおいて、電動機を小型化して推進ユニットの旋回動作に必要な旋回トルクを確保するためには、大きな減速比を有する減速機を用いる必要がある。大きな減速比を有する減速機として、多くの歯車要素を有する平歯車機構、遊星歯車機構、又はウォームギア機構として構成された歯車機構やこれらの組み合わせとして構成された歯車機構を用いることが考えられる。しかしながら、これらの歯車機構によって大きな減速比を確保しようとすると、減速機自体の大型化を招いてしまうことになる。このため、旋回アクチュエータの小型化を図ることが困難となる。また、推進ユニット用旋回装置においては、推進ユニットの旋回速度として、２ＲＰＭから３ＲＰＭ程度の速度を確保することも要求される。以上のことから、従来においては、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備えて大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現することが難しく、また、そのような旋回アクチュエータによって推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することも困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現できるとともに、推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる、推進ユニット用旋回装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための第１発明に係る推進ユニット用旋回装置は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、前記旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置に関する。そして、第１発明に係る推進ユニット用旋回装置は、前記旋回軸線を中心位置として配置された旋回ギアの内周又は外周に形成された歯に噛み合うピニオンが設けられた減速機と当該減速機に連結されて当該減速機を回転駆動する電動機とを有し、前記電動機が回転することで前記推進ユニットを前記旋回軸線を中心に旋回させる旋回アクチュエータを備え、前記減速機は、内歯が内周に配置されたケースと、前記ケースに収納されるとともに前記内歯が噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、前記クランク軸の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともに前記ピニオンが取り付けられた出力部と、を有し、前記電動機の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定され、前記減速機における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定され、前記旋回ギアに対する前記ピニオンの速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明によると、電動機の回転駆動力を減速機で減速して出力する旋回アクチュエータによって、旋回ギアを介して推進ユニットが旋回駆動される。そして、旋回アクチュエータの減速機は、クランク軸の回転によって外歯歯車がケース内周の内歯と噛み合いながら偏心して揺動回転し、クランク軸とともに公転する出力部を介してピニオンから回転力を出力する減速機として構成されている。このため、平歯車機構、遊星歯車機構、又はウォームギア機構として構成された歯車機構やこれらの組み合わせとして構成された歯車機構とは異なり、相当に大きな減速比を小型でコンパクトに構成された減速機により容易に実現することができる。そして、大きな減速比を小型の減速機で確保できるため、推進ユニットの旋回動作に必要な旋回トルクを確保するために大型の電動機を用いる必要がなく、電動機の小型化を図ることもできる。これにより、旋回アクチュエータの大幅な小型化を達成することができる。また、大きな減速比を確保できる減速機を備えた旋回アクチュエータが用いられるため、旋回ギアに対するピニオンの速比を小さく設定でき、旋回ギアの小型化を図ることもできる。
【０００９】
また、本発明によると、旋回ギアに対するピニオンの速比が１０以上で２０以下の範囲に設定される。このため、速比が２０以下に設定されることで、旋回ギアにおいて、厚み方向の寸法を薄く設定することができるとともに径方向の寸法の増大を抑制して小型化を確保することができる。また、速比が２０以下に設定されて、旋回ギアの径方向の寸法を小さくすることができるため、旋回ギアの製造が容易となり、低コストで旋回ギアを製造することができる。一方、上記の速比が１０以上に設定されることで、径方向の寸法を小さく設定した旋回ギアにおいて厚み方向の寸法の増大も抑制して小型化を図ることができる。そして、推進ユニットに必要なケーブルや油圧配管等を挿通するために旋回ギアの内側に形成される中空部の径方向の寸法について、推進ユニットにおいて要求される水準の径方向寸法を確保することができる。そして、本発明によると、電動機の定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定される。このため、定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上となることで、電動機の仕様について十分に小型化を図ることができる高速回転の仕様に設定することができる。そして、定格回転速度が３０００ＲＰＭ以下となることで、汎用の電動機を用いて旋回アクチュエータを製造することができ、旋回アクチュエータの製造が容易となり、低コストで旋回アクチュエータを製造することがで
きる。更に、減速機における速比が５０以上で１００以下の範囲に設定される。このため、推進ユニットの旋回速度として要求される２ＲＰＭから３ＲＰＭ程度の速度を確保することができる。
【００１０】
従って、本発明によると、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現できるとともに、推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる、推進ユニット用旋回装置を提供することができる。
【００１１】
第２発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第１発明の推進ユニット用旋回装置において、前記減速機は、前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に保持する保持機構と、前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態を、前記ピニオンが前記出力部とともに回転するように前記出力部に対して固定されて連結された固定状態と、前記ピニオンの前記出力部に対する固定状態を解除して前記ピニオンが前記出力部に対して前記保持機構のみを介して回転可能に連結された固定解除状態と、の間で切り替え可能な連結切替機構と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、旋回アクチュエータにおける減速機や電動機に故障が発生した場合、連結切替機構によってピニオンの出力部に対する連結状態を固定状態から固定解除状態に移行させることができる。これにより、故障した旋回アクチュエータを駆動力の伝達経路から切り離すことができ、故障した旋回アクチュエータが駆動力伝達経路に介在してしまうことによって旋回ギアや推進ユニット等の他の機器の破損を招いて損害が拡大してしまうことを防止することができる。そして、ピニオンを出力部に対して回転可能に保持する保持機構が設けられているため、固定解除状態においても、ピニオンがそのまま出力部に保持された状態に維持される。このため、固定解除状態へ移行させる作業の際、作業者は、連結切替機構を操作するだけでよく、ピニオンを出力部から取り外して別の場所へ搬送するためのクレーン等の装置や複数人での作業が不要となる。従って、旋回アクチュエータの故障が生じた際に、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても容易且つ速やかに行うことができる。
【００１３】
第３発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明の推進ユニット用旋回装置において、前記連結切替機構は、前記ピニオンを軸方向と平行に貫通するとともに前記出力部に形成された挿入穴に対して抜き取り可能に挿入された状態で前記ピニオンの前記出力部に対する回転方向の変位を規制する複数の軸状部材を有していることを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、固定状態においては、連結切替機構における複数の軸状部材がピニオンを貫通して出力部に対して挿入されており、ピニオンの出力部に対する回転方向の変位が規制され、ピニオンが出力部とともに回転するよう固定されている。一方、旋回アクチュエータに故障が発生した場合、作業者は、ピニオンを貫通して出力部に挿入された複数の軸状部材を抜き取るだけで、ピニオンの出力部に対する固定状態を解除し、保持機構のみでピニオンが保持された固定解除状態に移行させる作業を行うことができる。従って、連結切替機構を簡素な構成で構築することができるとともに、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても軸状部材を抜くだけで極めて容易且つ速やかに行うことができる。
【００１５】
第４発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明又は第３発明の推進ユニット用旋回装置において、前記保持機構は、前記出力部に対して固定され、前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に支持するとともに当該ピニオンに対して軸方向において係止することで当該ピニオンを保持することを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、固定解除状態においては、出力部に対して固定された保持機構によって軸方向でピニオンを係止させて回転可能な状態のまま保持することができる。このため、固定解除状態においてピニオンを出力部に対して回転可能に保持する保持機構を簡素な構成で構築することができる。
【００１７】
第５発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明乃至第４発明のいずれかの推進ユニット用旋回装置において、前記保持機構は、前記連結切替機構によって前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態が前記固定解除状態に切り替えられたときに、前記ピニオンと前記旋回ギアとの噛み合いが外れる位置まで前記ピニオンを前記旋回ギアに対して退避可能に保持することを特徴とする。
【００１８】
この発明によると、固定解除状態においては、ピニオンと旋回ギアとの噛み合いが外れる位置までピニオンを旋回ギアに対して退避させた状態でピニオンを保持機構によって保持することができる。このため、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から切り離した際に、ピニオンを旋回ギアに対して噛み合わせたまま空回りさせることもなく、旋回ギアに無駄な負荷や抵抗を与えてしまうことを防止することができる。
【００１９】
第６発明に係る推進ユニット用旋回装置は、第２発明乃至第５発明のいずれかの推進ユニット用旋回装置において、前記旋回アクチュエータは、複数備えられ、それぞれの前記旋回アクチュエータにおける前記減速機が、前記保持機構及び前記連結切替機構を有していることを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、旋回アクチュエータが複数備えられており、いずれかの旋回アクチュエータに故障が発生した場合であっても、その旋回アクチュエータの減速機において連結切替機構を操作し、ピニオンと出力部の連結状態を速やかに固定解除状態に移行させることができる。このため、故障した旋回アクチュエータを駆動力伝達経路から速やかに切り離し、故障していない旋回アクチュエータにてすぐに推進ユニットの旋回動作を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、小型の電動機と大きな減速比が確保された小型の減速機とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータを実現できるとともに、推進ユニットの旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる、推進ユニット用旋回装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】船舶とその船舶に設けられる推進ユニット及び推進ユニット用旋回装置とについて示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る推進ユニット用旋回装置と推進ユニットとを模式的に示す斜視図である。
【図３】図２に示す推進ユニット用旋回装置における旋回アクチュエータの正面図であって、一部断面で示す図である。
【図４】図３に示す旋回アクチュエータにおける減速部及びケースの一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図３に示す旋回アクチュエータにおける保持機構の作動を説明する図であって、図３のＡ−Ａ線矢視位置に対応する断面図である。
【図６】図３に示す旋回アクチュエータにおける連結切替機構の作動を説明する図であって、図３の一部に対応する断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る推進ユニット用旋回装置と推進ユニットとを模式的に示す斜視図である。
【図８】図７に示す推進ユニット用旋回装置における旋回アクチュエータの正面図であって、一部断面で示す図である。
【図９】図８に示す旋回アクチュエータにおける減速部及びケースの一部を拡大して示す断面図である。
【図１０】図８に示す旋回アクチュエータにおける連結切替機構の作動を説明する図であって、図８の一部に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置として、広く適用することができるものである。
【００２４】
（推進ユニット）
図１は、本発明の第１実施形態に係る推進ユニット用旋回装置１が設けられる船舶１００について外形線のみで模式的に示す模式図である。図１に示す船舶１００には、アジマススラスターやポッド等と称され、この船舶１００を推進させるための推進ユニット１０１が設けられている。また、図２は、推進ユニット用旋回装置１と推進ユニット１０１とを模式的に示す斜視図である。
【００２５】
図１及び図２に示す推進ユニット１０１は、船舶１００の後方の下部に配置されており、略水平に配置されるポッド本体１０１ａとこのポッド本体１０１ａに対して回転自在に支持されるプロペラ１０１ｂとを備えて構成されている。ポッド本体１０１ａは、船舶１００の後方下部において旋回筒１０３及びストラット１０２を介して下方に吊り下げられた状態で支持されている。尚、旋回筒１０３は、円形断面を有する筒状に形成されて船舶１００に対して回転自在に取り付けられている。この旋回筒１０３の上端側には、外周に歯１０４ａが形成された外歯歯車要素として構成された旋回ギア１０４が設けられている。旋回ギア１０４は、リング状に形成されており、旋回筒１０３と一体に回転するように構成されている。尚、リング状に形成された旋回ギア１０４の内側の中空部（図示を省略）には、推進ユニット１０１に必要なケーブルや油圧配管等（図示を省略）が挿通される。また、ストラット１０２は、翼状断面を有する筒状に形成され、上端側で旋回筒１０３に対して固定されるとともに下端側にポッド本体１０１ａが固定されている。これにより、推進ユニット１０１は、プロペラ１０１ｂのプロペラ軸１０１ｃと垂直な旋回軸線Ｐ（図１において一転鎖線で示す）を中心として船舶１００において旋回筒１０３及びストラット１０２を介して回転自在に支持されている。そして、後述する推進ユニット用旋回装置１の作動によって、旋回軸線Ｐを中心とした推進ユニット１０１の旋回動作が行われる。
【００２６】
また、推進ユニット１０１は、プロペラ１０１ａが回転することにより船舶１００を前方に向かって推進させるように構成されている。プロペラ１０１ａのプロペラ軸１０１ｃは、インバータ１０７によって回転が制御される推進用の電動機１０８に対して複数組（例えば２組）のかさ歯車機構を介して連結されている。これにより、電動機１０８の回転軸方向が変換されてプロペラ軸１０１ｃに伝達され、プロペラ１０１ｂが回転駆動されて船舶１００の推進力が得られることになる。
【００２７】
尚、船舶１００には、操縦者の操作に基づいて船舶１００の航行状態の集中制御を行うメインコントローラ１０５が備えられている。このメインコントローラ１０５には、下位のコントローラとして推進コントローラ１０６が接続されており、更に推進コントローラ１０６に上記のインバータ１０７が接続されている。そして、メインコントローラ１０５から推進コントローラ１０６に対して船舶１００の推進速度指令が出力される。推進コン
トローラ１０６はこの推進速度指令に基づいて電動機１０８の回転指令信号をインバータ１０７に出力し、推進ユニット１０１におけるプロペラ１０１ｂの回転速度が制御される。尚、本実施形態では、ポッド本体１０１ａの外部に電動機１０８が配置されて、かさ歯車機構を介して回転がプロペラ軸１０１ｃに伝達されるものを例にとって説明したが、この通りでなくもよい。即ち、電動機１０８が、ポッド本体１０１ａ内に配置されて、プロペラ軸１０１ａと連結されていてもよい。
【００２８】
（推進ユニット用旋回装置の第１実施形態）
次に、本発明の第１実施の形態に係る推進ユニット用旋回装置１（以下、単に「旋回装置１」ともいう）について説明する。図１及び図２に示す旋回装置１は、複数の旋回アクチュエータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）を備えて構成されている。尚、図１の模式図では、複数の旋回アクチュエータ１１について、１つの要素で模式的に示している。この旋回アクチュエータ１１は、本実施形態の旋回装置１においては、４つ備えられている。そして、各旋回アクチュエータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）は、船舶１００に固定され、それぞれ電動機１２と減速機１３とを備えて構成されている。
【００２９】
電動機１２は、後述する減速機１３に連結されて減速機１３を回転駆動するように構成されている。この電動機１２の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定されている。また、図１に示すように、各電動機１２は、インバータ１１０に接続されており、このインバータ１１０によって供給電力が制御される。尚、インバータ１１０は、通信可能に接続された旋回コントローラ１０９からの指令信号に基づいて、電動機１２の回転速度や回転位置を制御するように構成されている。
【００３０】
上記の旋回コントローラ１０９は、上位のメインコントローラ１０５に対して通信可能に接続されている。そして、メインコントローラ１０５から旋回コントローラ１０９に対しては、操縦者の操作に基づいてメインコントローラ１０５にて決定される船舶１００の旋回方向や旋回速度を規定する旋回指令信号が発信される。旋回コントローラ１０９は、メインコントローラ１０５からのこの旋回指令信号に基づいて、各電動機１２における回転速度と回転を停止する回転角度位置とについての回転指令信号をインバータ１１０に出力する。この旋回コントローラ１０９により、インバータ１１０、旋回装置１の旋回アクチュエータ１１（１１ａ〜１１ｄ）、旋回ギア１０４を介して、推進ユニット１０１の旋回方向における回転位置及び回転速度が制御される。
【００３１】
図３は、旋回アクチュエータ１の正面図であって、減速機１３について断面で示す図である。図３に示すように、旋回アクチュエータ１の減速機１３は、入力軸１４、ケース１５、減速部１６、ピニオン１７、保持機構１８、連結切替機構１９、等を備えて構成されている。尚、各旋回アクチュエータ１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ）における減速機１３は、いずれも同様に構成されている。
【００３２】
図３に示すように、減速機１３は、下側に配置された一端側においてケース１５から一部が突出するように位置する後述のキャリア２５にピニオン１７が取り付けられ、上側に配置された他端側においてケース１５に対して電動機１２が取り付けられている。そして、減速機１３においては、上側に配置された電動機１２から入力された回転駆動力をケース１５の内側に配置された減速部１６を介して減速して伝達してピニオン１７から出力する。
【００３３】
尚、各減速機１３に設けられたピニオン１７は、旋回軸線Ｐを中心位置として配置されて船舶１００に対して回転自在に支持された旋回ギア１０４の外周に形成された歯１０４ａとそれぞれ噛み合うように配置されている（図１及び図２を参照）。また、各ピニオン１７は、旋回ギア１０４の外周に沿ってその周方向における均等角度位置に（本実施形態
では９０°毎に）配置されている。このように各ピニオン１７が配置されているため、各電動機１２が回転することで各ピニオン１７が回転し、船舶１００に回転自在に支持されるとともにピニオン１７に噛み合う旋回ギア１０４が旋回軸線Ｐを中心として回転する。そして、旋回ギア１０４が設けられた旋回筒１０３及びストラット１０２とともに推進ユニット１０１が旋回軸線Ｐを中心に回転する。このため、旋回アクチュエータ１１は、電動機１２が回転することで推進ユニット１０１を旋回軸線Ｐを中心に旋回させるように構成されている。
【００３４】
ここで、減速機１３について更に詳しく説明する。尚、以下の説明においては、減速機１３にて、ピニオン１７が配置される下側である出力側を一端側として、電動機１２が配置される上側である入力側を他端側として説明する。
【００３５】
図４は、図３におけるケース１５及び減速部１６の一部を拡大して示す断面図である。図３及び図４に示すように、ケース１５は、筒状に形成された第１ケース部１５ａ、第２ケース部１５ｂ及び第３ケース部１５ｃを備えて構成され、これらの第１乃至第３ケース部（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が直列に配置されてボルト等の締結手段によって連結されている。尚、第１ケース部１５ａが一端側に配置され、その他端側に第２ケース部１５ｂが固定され、更にその第２ケース部１５ｂの他端側に第３ケース部１５ｃが固定されている。ケース１５の内部には、入力軸１４や減速部１６等が収納され、電動機１２の出力軸１２ａ、入力軸１４及び減速部１６は、減速機１３の回転中心線Ｑ（図３及び図４において一点鎖線で図示）の方向に沿って直列に配置されている。ケース１５は、一端側（第１ケース部１５ａの端部側）が開口形成され、他端側（第３ケース部１５ｃの端部側）には電動機１２が固定されている。尚、ケース１５の内部は外部に対してシール部材によって密封されており、この密封されたケース１５の内部には潤滑油が充填されている。
【００３６】
また、ケース１５における第１ケース部１５ａの内周には、本実施形態における内歯を構成する複数のピン内歯２０（図３及び図４では、断面でなく外形を図示）が配置されている。ピン内歯２０は、ピン状の部材（丸棒状の部材）として形成され、その長手方向が回転中心線Ｑと平行に位置するように配置されるとともに、第１ケース部１５ａの内周において周方向に沿って等間隔で配列され、後述する外歯歯車２６の外歯４１と噛み合うように構成されている。
【００３７】
図３に示すように、入力軸１４は、電動機１２の出力軸１２ａに対してカップリング２１を介して連結されており、電動機１２からの駆動力がその他端側に入力される軸状の部材として設けられている。そして、入力軸１４の一端側には、減速部１６における後述のクランク軸用歯車２３と噛み合うギア部１４ａが設けられており、この入力軸１４は、電動機１２から駆動力を減速部１６に伝達するように構成されている。また、ケース１５の第２ケース部１５ｂは一端側に向かって段状に拡径する外形となるように形成されており、この第２ケース部１５ｂの拡径する部分に対して、入力軸１４の中途部分が玉軸受２２を介して回転自在に支持されている。
【００３８】
図３及び図４に示すように、減速部１６は、クランク軸用歯車２３、クランク軸２４、キャリア２５、外歯歯車２６、主軸受（３０、３１）、クランク軸軸受（３２、３３）等を備えて構成されている。
【００３９】
クランク軸用歯車２３は、平歯車要素として設けられており、入力軸１４のギア部１４ａと噛み合うようにギア部１４ａの周囲に複数（例えば、３つ）配置され、ギア部１４ａに対して減速機１３の径方向（回転中心線Ｑに対して垂直な方向）に位置している。クランク軸用歯車２３は、中央部分に貫通孔が形成され、この貫通孔においてクランク軸２４の他端側に対してスプライン結合により固定されている。
【００４０】
クランク軸２４は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されており、その軸方向が回転中心線Ｑと平行になるように配置されている。各クランク軸２４（図３及び図４では、外形を図示し、一部のみ断面を図示）は、外歯歯車２６に形成されたクランク用孔３４をそれぞれ貫通するように配置されており、他端側に配置された入力軸１４からの駆動力がクランク軸用歯車２３を介して伝達されて回転することで外歯歯車２６を偏心させて揺動回転させる軸部材として設けられている。そして、クランク軸２４は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車２６の回転とともに、公転動作を行うことになる。
【００４１】
また、クランク軸２４には、第１偏心部２４ａ、第２偏心部２４ｂ、第１軸部２４ｃ、第２軸部２４ｄが形成され、一端側から、第１軸部２４ｃ、第１偏心部２４ａ、第２偏心部２４ｂ、第２軸部２４ｄの順番で設けられている。第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂは、軸方向と垂直な断面が円形断面となるように形成され、それぞれの中心位置がクランク軸２４の回転中心線に対して偏心するように設けられている。第１偏心部２４ａ及び第２偏心部２４ｂは、外歯歯車２６のクランク用孔３４に配置されている。
【００４２】
クランク軸２４の一端側に設けられた第１軸部２４ｃは、クランク軸軸受３２を介してキャリア２５に対して回転自在に保持されている。クランク軸２４の他端側に設けられた第２軸部２４ｄは、クランク軸軸受３３を介してキャリア２５に対して回転自在に保持されている。また、第２軸部２４ｄには、クランク軸軸受３３から他端側に突出するように位置するその端部側において、前述したように、クランク軸用歯車２３が固定されている。尚、クランク軸軸受（３２、３３）は、例えば、円錐ころ軸受として設けられている。
【００４３】
キャリア２５は、基部キャリア２７と、端部キャリア２８と、支柱２９とを備えて構成されている。そして、このキャリア２５は、クランク軸２４の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともにピニオン１７が取り付けられる本実施形態における出力部を構成している。
【００４４】
基部キャリア２７は、その一端側において、後述の保持機構１８及び連結切替機構１９を介してピニオン１７が連結されている。また、基部キャリア２７は、その他端側にクランク保持穴３５が形成され、このクランク保持穴３５によって各クランク軸２４の一端側をその第１軸部２４ｃにてクランク軸軸受３２を介して回転自在に保持している。クランク保持穴３５は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成されている。
【００４５】
端部キャリア２８は、支柱２９を介して基部キャリア２７と連結され、円板状の部材として設けられている。端部キャリア２８には、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置にクランク軸２４の他端側の第２軸部２４ｄが配置される貫通孔としてクランク貫通孔３６が形成されている。このクランク貫通孔３６において、クランク軸２４の他端側がその第２軸部２４ｄにてクランク軸軸受３３を介して回転自在に保持されている。
【００４６】
支柱２９は、基部キャリア２７と端部キャリア２８との間に配置され、基部キャリア２７と端部キャリア２８とを連結する柱状部分として設けられている。支柱２９は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置され、その軸方向が回転中心線Ｑと平行となるように配置されている。尚、支柱２９とクランク軸２４とは、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿って交互に配置されている。各支柱２９は、基部キャリア２７に一体に形成され、基部キャリア２７の他端側において突出するように設けられている。そして、各支柱２９には、端部キャリア２８に形成された貫通孔に
向かって開口するとともに回転中心線Ｑと平行に延び、支柱ピン３７が圧入される支柱ピン穴３８が形成されている。支柱ピン３７が端部キャリア２８の他端側から支柱ピン穴３８に亘って圧入されることで、基部キャリア２７及び端部キャリア２８の周方向の位置が合わされる。また、各支柱２９には、端部キャリア２８に形成された貫通孔に向かって開口するとともに軸方向に沿って延び、支柱ボルト３９（図３及び図４にて破線で図示）が挿入される支柱ボルト穴が形成されている。この支柱ボルト穴の内周には、雌ネジ部分が形成され、支柱ボルト３９の一端側には、雄ネジ部分として形成されたネジ部が設けられている。支柱ボルト３９は、端部キャリア２８を貫通するよう配置されるとともにそのネジ部が上記の支柱ボルト穴の雌ネジ部分と螺合することで、端部キャリア２８と基部キャリア２７とを支柱２９を介して結合するように構成されている。
【００４７】
主軸受（３０、３１）は、キャリア２５をケース１５に対して回転自在に保持するように構成されている。主軸受３０は、基部キャリア２７をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する玉軸受として構成されている。また、主軸受３１は、端部キャリア２８をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する玉軸受として構成されている。
【００４８】
外歯歯車２６は、平行に配置された状態でケース１５内に収納される第１外歯歯車２６ａと第２外歯歯車２６ｂとで構成されている。第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂにはそれぞれ、クランク軸２４が貫通するクランク用孔３４、及び、支柱２９が貫通する支柱貫通孔４０が形成されている。第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂは、回転中心線Ｑと平行な方向において、クランク用孔３４及び支柱貫通孔４０の位置がそれぞれ対応するように配置されている。外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）のクランク用孔３４は、円形孔として形成され、クランク軸２４に対応して外歯歯車２６の周方向に沿って均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されている。また、支柱貫通孔４０は、支柱２９の断面形状に対応した孔として形成され、支柱２９に対応して外歯歯車２６の周方向に沿った均等角度の位置に複数（例えば、３つ）配置されている。また、支柱貫通孔４０は、外歯歯車２６の周方向において、クランク用孔３４と交互に形成されている。尚、支柱貫通孔４０には、支柱２９が遊嵌状態で貫通している。
【００４９】
また、第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂのそれぞれの外周には、ピン内歯２０に噛み合う外歯４１が設けられている。尚、第１外歯歯車２６ａ及び第２外歯歯車２６ｂの外歯４１の歯数は、ピン内歯２０の歯数よりも１個又は複数個少なくなるように設けられている。このため、クランク軸２４が回転するごとに、噛み合う外歯４１とピン内歯２０との噛み合いがずれ、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）が偏心して揺動回転するように構成されている。
【００５０】
また、外歯歯車２６は、クランク用孔３４において外歯用軸受（４２、４３）を介してクランク軸２４を回転自在に保持している。外歯用軸受４２は第１偏心部２４ａを第１外歯歯車２６ａに対して、外歯用軸受４３は第２偏心部２４ｂを第２外歯歯車２６ｂに対して、それぞれ回転自在に保持している。尚、外歯用軸受（４２、４３）は、円筒ころ軸受又はニードルころ軸受として構成されている。
【００５１】
尚、上述した入力軸１４から出力部であるキャリア２５までの駆動力伝達経路における速比、即ち、減速機１３における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定されている。また、出力部における基部キャリア２７に取り付けられたピニオン１７の旋回ギア１０４に対する速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されている。
【００５２】
図３に示すように、保持機構１８は、ピニオン１７を出力部であるキャリア２５における基部キャリア２７に対して回転可能に保持するボルト部材として構成されている。ピニ
オン１７の径方向における中央部分には第１貫通孔１７ａが形成されており、保持機構１８は、その軸部が第１貫通孔１７ａに対して遊嵌状態で貫通するように配置されている。このため、ピニオン１７は、保持機構１８の軸部の周囲で回転可能な状態で配置されている。尚、第１貫通孔１７ａは、減速機１３の回転中心線Ｑと同方向に配置されるピニオン１７の軸方向に沿ってこのピニオン１７を貫通するように形成されている。そして、図３のＡ−Ａ線矢視断面図である図５（ａ）に示すように、ピニオン１７の軸方向と垂直な方向における第１貫通孔１７ａの断面は、ピニオン１７の径方向に延びる長孔状の断面形状に形成されている。尚、図５（ａ）においては、ピニオン１７については模式的に示しており、その外周の歯については一部のみを図示している（図５（ｂ）も同様）。
【００５３】
また、保持機構１８は、そのボルト頭部１８ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部１８ｂが形成されている。そして、基部キャリア２７の一端側の端部には、回転中心線Ｑに沿った中心位置に設けられて一端側に向かって開口する雌ネジ穴２７ａが形成されており、保持機構１８の雄ネジ部１８ｂがこの雌ネジ孔２７ａに螺合するように構成されている。このように、保持機構１８は、第１貫通孔１７ａを遊嵌状態で貫通した状態で雄ネジ部１８ｂが雌ネジ穴２７ａに螺合することで、基部キャリア２７に固定されるとともに、ピニオン１７の一端側に向かう方向の移動をボルト頭部１８ａで係止して阻止するように設けられている。即ち、保持機構１８は、出力部であるキャリア２５に固定され、ピニオン１７をキャリア２５に対して回転可能に支持するとともにピニオン１７に対して軸方向において係止することでこのピニオン１７を保持するように構成されている。
【００５４】
図３に示すように、連結切替機構１９は、出力部であるキャリア２５の基部キャリア２７に対するピニオン１７の連結状態を固定状態と固定解除状態との間で切り替え可能な機構として設けられており、複数（本実施形態では、２つ）の軸状部材４４を備えて構成されている。各軸状部材４４は、本実施形態ではボルト部材として設けられている。ピニオン１７の径方向における中心から離れた位置には、円形断面を有する第２貫通孔１７ｂが複数（本実施形態では、２つ）形成されており、各軸状部材４４は、その軸部が各第２貫通孔１７ｂに対して貫通するように配置されている。尚、各第２貫通孔１７ｂは、ピニオン１７の軸方向と平行な方向にこのピニオン１７を貫通するように形成されている。そして、２つの第２貫通孔１７ｂは、ピニオン１７の中心位置に対して点対称な位置に設けられている。
【００５５】
また、連結切替機構１９における各軸状部材４４は、そのボルト頭部４４ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部４４ｂが形成されている。一方、基部キャリア２７の一端側の端部には、回転中心線Ｑから径方向に離れた位置で各第２貫通孔１７ｂに対向する位置に複数（本実施形態では、２つ）の挿入穴２７ｂが一端側に向かって開口するように形成されている。そして、各軸状部材４４の雄ネジ部４４ｂは、各挿入穴２７ｂに対して螺合するように構成されている。尚、図３に示す軸状部材４４のボルト頭部４４ａには、凹み形成された六角穴が設けられており、六角レンチ等を用いて軸状部材４４の挿入穴２７ｂに対する締め付け操作や緩め操作が行われることになる。
【００５６】
図６は、図３におけるピニオン１７とその近傍とを示す切欠き断面図であって、挿入穴２７ｂに対して軸状部材４４が螺合した状態（図６（ａ））と取り外された状態（図６（ｂ））とを示す図である。軸状部材４４は、図６（ａ）に示すように、第２貫通孔１７ｂを貫通した状態で雄ネジ部４４ｂが挿入穴２７ｂに螺合することで、ピニオン１７の回転方向の変位を軸状部材４４の軸部で係止して規制することになる。このとき、ピニオン１７は、基部キャリア２７に対して固定された状態で連結されている。一方、図６（ｂ）に示すように、雄ネジ部４４ｂと挿入穴２７ｂとの螺合が緩められて軸状部材４４が図中の矢印で示すように挿入穴２７ｂから取り出されることで、ピニオン１７は、回転方向の変位の規制が解除された状態（保持機構１８を中心として回転自在の状態）となる。
【００５７】
上記のように、複数の軸状部材４４は、ピニオン１７を軸方向と平行に貫通するとともに出力部であるキャリア２５に形成された挿入穴２７ｂに対して抜き取り可能に挿入された状態でピニオン１７のキャリア２５に対する回転方向の変位を規制するように構成されている。そして、複数の軸状部材４４を有する連結切替機構１９は、各軸状部材４４が各挿入穴２７ｂに螺合した図６（ａ）に示す状態では、ピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態を固定状態とし、各軸状部材４４が各挿入穴２７ｂから取り出された図６（ｂ）に示す状態では、ピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態を固定解除状態とする。即ち、上記の固定状態においては、ピニオン１７がキャリア２５とともに回転するようにキャリア２５に対して固定されて連結された状態となる。そして、上記の固定解除状態においては、ピニオン１７のキャリア２５に対する固定状態が解除されてピニオン１７がキャリア２５に対して保持機構１８のみを介して回転可能に連結された状態となる。
【００５８】
図５（ｂ）は、図３のＡ−Ａ線矢視位置に対応する断面を示す図であって、図５（ａ）に示す状態からピニオン１７が図５（ａ）における矢印Ｂ方向に移動した状態を示す図である。前述のように、ピニオン１７には長孔状の断面を有する第１貫通孔１７ａが設けられている。このため、連結切替機構１９によってピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態が上記の固定解除状態に切り替えられたときに、図５（ｂ）に示すようにピニオン１７が移動可能となる。これにより、保持機構１８は、ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン１７を旋回ギア１０４に対して退避可能に保持できることになる。
【００５９】
次に、上述した旋回装置１の作動について説明する。旋回装置１においては、旋回コントローラ１０９からの指令信号に基づいて作動するインバータ１１０により複数の旋回アクチュエータ１１における各電動機１２の回転が制御される。そして、電動機１２の出力軸１２ａが回転すると、入力軸１４がともに回転し、ギア部１４ａに噛み合うクランク軸用歯車２３が回転し、更に、クランク軸用歯車２３が固定された各クランク軸２４とともに第１及び第２偏心部（２４ａ、２４ｂ）が回転する。この回転に伴って、第１及び第２偏心部（２４ａ、２４ｂ）から外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）に対して荷重が作用し、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）がピン内歯２０と噛み合いをずらしながら揺動するように偏心して回転する。そして、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）の偏心回転に伴って、外歯歯車２６（２６ａ、２６ｂ）に対して回転保持されたクランク軸２４が自転しながら回転中心線Ｑを中心として公転動作を行う。このクランク軸２４の公転動作により、クランク軸２４を回転自在に保持する出力部であるキャリア２５が回転する。このとき、連結切替機構１９によってピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態は固定状態になっており、大きなトルクがキャリア２５とともに回転するピニオン１７から出力されることになる。
【００６０】
尚、上記のように旋回装置１が作動して複数の旋回アクチュエータ１１の各ピニオン１７からトルクが出力されることで、各ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いを介して旋回コントローラ１０９の指令に基づく目標の回転速度で目標の回転位置まで推進ユニット１０１が回転する。これにより、推進ユニット１０１の所望の旋回動作が行われることになる。
【００６１】
一方、旋回アクチュエータ１１のいずれかにおいて減速機１３や電動機１２に故障が発生した場合、作業者は、その故障が発生した旋回アクチュエータ１１において連結切替機構１９を操作することになる。即ち、作業者は、基部キャリア２７の挿入穴２７ｂに螺合している各軸状部材４４を緩め、これらの軸状部材４４を挿入穴２７ｂから取り外す操作を行うことになる。これにより、ピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態が固定状態から固定解除状態に切り替えられることになる。尚、作業者は、ピニオン１７の連結状
態を固定解除状態に切り替えた後は、ピニオン１７を第１貫通孔１７ａの範囲内で保持機構１８に対して水平に移動させる。これにより、ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン１７が旋回ギア１０４に対して退避することになる。
【００６２】
以上説明したように、推進ユニット用旋回装置１によると、電動機１２の回転駆動力を減速機１３で減速して出力する旋回アクチュエータ１１によって、旋回ギア１０４を介して推進ユニット１０１が旋回駆動される。そして、旋回アクチュエータ１１の減速機１３は、クランク軸２４の回転によって外歯歯車２６がケース１５の内周のピン内歯２０と噛み合いながら偏心して揺動回転し、クランク軸２４とともに公転する出力部であるキャリア２５を介してピニオン１７から回転力を出力する減速機として構成されている。このため、平歯車機構、遊星歯車機構、又はウォームギア機構として構成された歯車機構やこれらの組み合わせとして構成された歯車機構とは異なり、相当に大きな減速比を小型でコンパクトに構成された減速機１３により容易に実現することができる。そして、大きな減速比を小型の減速機１３で確保できるため、推進ユニット１０１の旋回動作に必要な旋回トルクを確保するために大型の電動機を用いる必要がなく、電動機１２の小型化を図ることもできる。これにより、旋回アクチュエータ１１の大幅な小型化を達成することができる。また、大きな減速比を確保できる減速機１３を備えた旋回アクチュエータ１１が用いられるため、旋回ギア１０４に対するピニオン１７の速比を小さく設定でき、旋回ギア１０４の小型化を図ることもできる。
【００６３】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、旋回ギア１０４に対するピニオン１７の速比が１０以上で２０以下の範囲に設定される。このため、速比が２０以下に設定されることで、旋回ギア１０４において、厚み方向の寸法を薄く設定することができるとともに径方向の寸法の増大を抑制して小型化を確保することができる。また、速比が２０以下に設定されて、旋回ギア１０４の径方向の寸法を小さくすることができるため、旋回ギア１０４の製造が容易となり、低コストで旋回ギア１０４を製造することができる。一方、上記の速比が１０以上に設定されることで、径方向の寸法を小さく設定した旋回ギア１０４において厚み方向の寸法の増大も抑制して小型化を図ることができる。そして、推進ユニット１０１に必要なケーブルや油圧配管等を挿通するために旋回ギア１０４の内側に形成される中空部の径方向の寸法について、推進ユニット１０１において要求される水準の径方向寸法を確保することができる。そして、推進ユニット用旋回装置１によると、電動機１２の定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定される。このため、定格回転速度が１０００ＲＰＭ以上となることで、電動機１２の仕様について十分に小型化を図ることができる高速回転の仕様に設定することができる。そして、定格回転速度が３０００ＲＰＭ以下となることで、汎用の電動機１２を用いて旋回アクチュエータ１１を製造することができ、旋回アクチュエータ１１の製造が容易となり、低コストで旋回アクチュエータ１１を製造することができる。更に、減速機１３における速比が５０以上で１００以下の範囲に設定される。このため、推進ユニット１０１の旋回速度として要求される２ＲＰＭから３ＲＰＭ程度の速度を確保することができる。
【００６４】
従って、推進ユニット用旋回装置１によると、小型の電動機１２と大きな減速比が確保された小型の減速機１３とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータ１１を実現できるとともに、推進ユニット１０１の旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる。
【００６５】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、旋回アクチュエータ１１における減速機１３や電動機１２に故障が発生した場合、連結切替機構１９によってピニオン１７のキャリア２５に対する連結状態を固定状態から固定解除状態に移行させることができる。これにより、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力の伝達経路から切り離すことができ、故障した旋回アクチュエータ１１が駆動力伝達経路に介在してしまうことによって旋回ギア
１０４や推進ユニット１０１等の他の機器の破損を招いて損害が拡大してしまうことを防止することができる。そして、ピニオン１７を出力部に対して回転可能に保持する保持機構１８が設けられているため、固定解除状態においても、ピニオン１７がそのままキャリア２５に保持された状態に維持される。このため、固定解除状態へ移行させる作業の際、作業者は、連結切替機構１９を操作するだけでよく、ピニオン１７をキャリア２５から取り外して別の場所へ搬送するためのクレーン等の装置や複数人での作業が不要となる。従って、旋回アクチュエータ１１の故障が生じた際に、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても容易且つ速やかに行うことができる。
【００６６】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、連結切替機構１９の固定状態においては、複数の軸状部材４４がピニオン１７を貫通してキャリア２５に対して挿入されており、ピニオン１７のキャリア２５に対する回転方向の変位が規制され、ピニオン１７がキャリア２５とともに回転するよう固定されている。一方、旋回アクチュエータ１１に故障が発生した場合、作業者は、ピニオン１７を貫通してキャリア２５に挿入された複数の軸状部材４４を抜き取るだけで、ピニオン１７のキャリア２５に対する固定状態を解除し、保持機構１８のみでピニオン１７が保持された固定解除状態に移行させる作業を行うことができる。従って、連結切替機構１９を簡素な構成で構築することができるとともに、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても軸状部材４４を抜くだけで極めて容易且つ速やかに行うことができる。
【００６７】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、連結切替機構１９の固定解除状態においては、キャリア２５に対して固定された保持機構１８によって軸方向でピニオン１７を係止させて回転可能な状態のまま保持することができる。このため、固定解除状態においてピニオン１７をキャリア２５に対して回転可能に保持する保持機構１８を簡素な構成で構築することができる。
【００６８】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、連結切替機構１９の固定解除状態においては、ピニオン１７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン１７を旋回ギア１０４に対して退避させた状態でピニオン１７を保持機構１８によって保持することができる。このため、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から切り離した際に、ピニオン１７を旋回ギア１０４に対して噛み合わせたまま空回りさせることもなく、旋回ギア１０４に無駄な負荷や抵抗を与えてしまうことを防止することができる。
【００６９】
また、推進ユニット用旋回装置１によると、旋回アクチュエータ１１が複数備えられており、それぞれの旋回アクチュエータ１１における減速機１３が、保持機構１８及び連結切替機構１９を有している。このため、いずれかの旋回アクチュエータ１１に故障が発生した場合であっても、その旋回アクチュエータ１１の減速機１３において連結切替機構１９を操作し、ピニオン１７とキャリア２５の連結状態を速やかに固定解除状態に移行させることができる。このため、故障した旋回アクチュエータ１１を駆動力伝達経路から速やかに切り離し、故障していない旋回アクチュエータ１１にてすぐに推進ユニット１０１の旋回動作を行うことができる。
【００７０】
（推進ユニット用旋回装置の第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る推進ユニット用旋回装置２（以下、単に「旋回装置２」ともいう）について説明する。図７は、推進ユニット用旋回装置２と推進ユニット１０１とを模式的に示す斜視図である。旋回装置２は、第１実施形態の旋回装置１と同様に、船舶１００（図１参照）において回転自在に支持された推進ユニット１０１を旋回軸線Ｐを中心に旋回させる旋回装置として構成される。そして、旋回装置２は、複数の旋回アクチュエータ５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）を備えて構成されている。旋回ア
クチュエータ５１は、旋回装置２においては、第１実施形態と同様に、４つ備えられている。そして、各旋回アクチュエータ５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）は、船舶１００に固定され、それぞれ電動機５２と減速機５３とを備えて構成されている。
【００７１】
電動機５２は、第１実施形態と同様に構成され、減速機５３に連結されて減速機５３を回転駆動するように設けられている。そして、電動機５２の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定されている。この電動機５２は、第１実施形態の電動機１２と同様に、インバータ１１０を介して旋回コントローラ１０９の指令に基づいて運転が制御される。
【００７２】
図８は、旋回アクチュエータ２の正面図であって、減速機５３について断面で示す図である。図８に示すように、旋回アクチュエータ２の減速機５３は、入力軸５４、ケース５５、減速部５６、ピニオン５７、保持機構５８、連結切替機構５９、等を備えて構成されている。各旋回アクチュエータ５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ）における減速機５３は、いずれも同様に構成されている。
【００７３】
図８に示すように、減速機５３は、下側に配置された一端側においてケース５５から一部が突出するように位置する後述のキャリア６５にピニオン５７が取り付けられ、上側に配置された他端側においてケース５５に対して電動機５２が取り付けられている。そして、減速機５３においては、上側に配置された電動機５２から入力された回転駆動力をケース５５の内側に配置された減速部５６を介して減速して伝達してピニオン５７から出力する。
【００７４】
各減速機５３に設けられたピニオン５７は、第１実施形態のピニオン１７と同様に、旋回ギア１０４の外周に形成された歯１０４ａとそれぞれ噛み合うとともに、旋回ギア１０４の外周に沿ってその周方向における均等角度位置に配置されている（図７参照）。これにより、第１実施形態と同様に、旋回アクチュエータ５１は、電動機５２が回転することで推進ユニット１０１を旋回軸線Ｐを中心に旋回させるように構成されている。
【００７５】
ここで、減速機５３について更に詳しく説明する。尚、以下の説明においては、第１実施形態と同様に、減速機５３にて、ピニオン５７が配置される下側である出力側を一端側として、電動機５２が配置される上側である入力側を他端側として説明する。
【００７６】
図９は、図８におけるケース５５及び減速部５６の一部を拡大して示す断面図である。図８及び図９に示すように、ケース５５は、筒状に形成された第１ケース部５５ａ及び第２ケース部５５ｂを備えて構成され、これらの第１及び第２ケース部（５５ａ、５５ｂ）がボルトによって連結されている。尚、第１ケース部５５ａが一端側に配置され、その他端側に第２ケース部５５ｂが固定されている。ケース５５の内部には、入力軸５４や減速部５６等が収納され、電動機５２の出力軸５２ａ、入力軸５４及び減速部５６は、減速機５３の回転中心線Ｑ（図８及び図９において一点鎖線で図示）の方向に沿って配置されている。ケース５５は、一端側（第１ケース部５５ａの端部側）が開口形成され、他端側（第２ケース部５５ｂの端部側）には電動機５２が固定されている。尚、ケース５５の内部は外部に対してシール部材によって密封されており、この密封されたケース５５の内部には潤滑油が充填されている。また、ケース５５における第１ケース部５５ａの内周には、第１実施形態のピン内歯２０と同様に構成されて後述の外歯歯車６６の外歯８１と噛み合う複数のピン内歯６０（本実施形態における内歯）が、第１実施形態と同様に配置されている。
【００７７】
図８及び図９に示すように、入力軸５４は、電動機５２の出力軸５２ａに対してキー結合（図示せず）を介した嵌合により連結されており、電動機５２からの駆動力がその他端
側に入力される軸状の部材として設けられている。そして、入力軸５４の一端側には、減速部５６における後述のクランク軸用歯車６３と噛み合うギア部５４ａが設けられており、入力軸５４は、電動機５２から駆動力を減速部５６に伝達するように構成されている。また、入力軸５４は、その一端側から減速部５６の中央部に対して回転中心線Ｑに沿って挿入された状態で配置されており、一端側の端部がキャリア６５に対して玉軸受６１を介して回転自在に支持されている。
【００７８】
図８及び図９に示すように、減速部５６は、クランク軸用歯車６３、クランク軸６４、キャリア６５、外歯歯車６６、主軸受（７０、７１）、クランク軸軸受（７２、７３）等を備えて構成されている。
【００７９】
クランク軸用歯車６３は、平歯車要素として設けられており、減速部５６の内側において、入力軸５４のギア部５４ａと噛み合うようにギア部５４ａの周囲に複数（例えば、３つ）配置されており、ギア部５４ａに対して減速機５３の径方向（回転中心線Ｑに対して垂直な方向）に位置している。クランク軸用歯車６３は、中央部分に貫通孔が形成され、この貫通孔においてクランク軸６４の一端側に対してスプライン結合により固定されている。
【００８０】
クランク軸６４は、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った位置に複数（例えば、３つ）、第１実施形態のクランク軸２４と同様に配置されている。そして、各クランク軸６４は、外歯歯車６６に形成されたクランク用孔７４をそれぞれ貫通するように配置され、入力軸５４からの駆動力がクランク軸用歯車６３を介して伝達されて回転することで外歯歯車６６を偏心させて揺動回転させる軸部材として設けられている。このクランク軸６４は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車６６の回転とともに、公転動作を行うことになる。
【００８１】
また、クランク軸６４には、第１実施形態の第１及び第２偏心部（２４ａ、２４ｂ）、第１及び第２軸部（２４ｃ、２４ｄ）と同様に、第１偏心部６４ａ、第２偏心部６４ｂ、第１軸部６４ｃ、第２軸部６４ｄが形成されている。第１偏心部６４ａ及び第２偏心部６４ｂは、外歯歯車６６のクランク用孔７４に配置されている。クランク軸６４の一端側に設けられた第１軸部６４ｃは、クランク軸軸受７２を介してキャリア６５に対して回転自在に保持されている。クランク軸６４の他端側に設けられた第２軸部６４ｄは、クランク軸軸受７３を介してキャリア６５に対して回転自在に保持されている。また、第１軸部６４ｃには、クランク軸軸受７２から一端側に突出するように位置するその端部側において、前述したように、クランク軸用歯車６３が固定されている。尚、クランク軸軸受（７２、７３）は、例えば、円筒ころ軸受又はニードルころ軸受として設けられている。
【００８２】
キャリア６５は、基部キャリア６７と、端部キャリア６８と、支柱６９と、出力軸部６２を備えて構成されている。そして、このキャリア６５は、クランク軸６４の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともにピニオン５７が取り付けられる本実施形態における出力部を構成している。
【００８３】
基部キャリア６７は、中央部分に入力軸５４が貫通する貫通孔が形成された円盤状の部材として設けられるとともに、その一端側の複数個所（例えば、３箇所）において、一端側に向かって開口する凹み形成された部分が形成されている。この凹み形成された部分により、クランク軸用歯車６３が配置される空間が構成されている。また、基部キャリア６７は、その一端側において、複数のボルト７８（図８では破線で１本のみ図示）によって出力軸部６２が締結されて固定されている。また、基部キャリア６７には、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置にクランク軸６４の一端側の第１軸部６４ｃが配置される貫通孔としてクランク貫通孔７５が形成されている。このクランク貫通孔７
５において、クランク軸６４の一端側がその第１軸部６４ｃにてクランク軸軸受７２を介して回転自在に保持されている。
【００８４】
出力軸部６２は、円盤状の部材として設けられ、その他端側において、前述のボルト７８によって基部キャリア６７に対して固定されている。そして、出力軸部６２の他端側の端部の中央部分には凹部が形成され、この凹部において、入力軸５４の一端側の端部を玉軸受６１を介して回転自在に保持している。また、出力軸部６２の一端側には、後述の保持機構５８及び連結切替機構５９を介してピニオン５７が連結されている。
【００８５】
端部キャリア６８は、中央部分に入力軸５４が貫通する貫通孔が形成された円板状の部材として設けられ、支柱６９を介して基部キャリア６７と連結されている。端部キャリア６８には、回転中心線Ｑを中心とした周方向に沿った均等角度の位置にクランク軸６４の他端側の第２軸部６４ｄが配置される貫通孔としてクランク貫通孔７６が形成されている。このクランク貫通孔７６において、クランク軸６４の他端側がその第２軸部６４ｄにてクランク軸軸受７３を介して回転自在に保持されている。尚、クランク貫通孔７６には、クランク軸６４のスラスト荷重を支持する玉軸受７９も配置されている。
【００８６】
支柱６９は、基部キャリア６７と端部キャリア６８との間に配置され、基部キャリア６７と端部キャリア６８とを連結する柱状部分として設けられ、第１実施形態の支柱２９と同様に構成されている。そして、各支柱６９は、基部キャリア６７に対して他端側に突出するとともに一体に形成される。また、第１実施形態の支柱ピン３７と同様に構成される支柱ピン７７によって、基部キャリア６７及び端部キャリア６８の周方向の位置が合わされる。また、第１実施形態の支柱ボルト３９と同様に構成される支柱ボルト（図示せず）によって、端部キャリア６８と基部キャリア６７とが支柱６９を介して結合される。
【００８７】
主軸受（７０、７１）は、キャリア６５をケース５５に対して回転自在に保持するように構成されている。主軸受７０は、基部キャリア６７をその外周側において第１ケース部５５ａの内周側に対して回転自在に保持する円錐ころ軸受として構成されている。また、主軸受７１は、端部キャリア６８をその外周側において第１ケース部１５ａの内周側に対して回転自在に保持する円錐ころ軸受として構成されている。
【００８８】
外歯歯車６６は、平行に配置された状態でケース５５内に収納される第１外歯歯車６６ａと第２外歯歯車６６ｂとで構成されている。第１外歯歯車６６ａ及び第２外歯歯車６６ｂにはそれぞれ、クランク軸６４が貫通するクランク用孔７４、及び、支柱６９が貫通する支柱貫通孔８０が形成されている。外歯歯車６６のクランク用孔７４及び支柱貫通孔８０は、第１実施形態のクランク貫通孔３４及び支柱貫通孔４０と同様に構成されている。尚、第１外歯歯車６６ａ及び第２外歯歯車６６ｂの中央部分にそれぞれ形成された貫通孔には、入力軸５４が貫通した状態で配置されている。また、第１外歯歯車６６ａ及び第２外歯歯車６６ｂのそれぞれの外周には、ピン内歯６０に噛み合う外歯８１が設けられている。そして、第１実施形態と同様に、外歯８１の歯数はピン内歯６０の歯数よりも１個又は複数個少なくなるように設けられ、クランク軸６４が回転するごとに、噛み合う外歯８１とピン内歯６０との噛み合いがずれ、外歯歯車６６（６６ａ、６６ｂ）が偏心して揺動回転することになる。また、外歯歯車６６は、第１実施形態の外歯用軸受（４２、４３）と同様に構成される外歯用軸受（８２、８３）を介してクランク用孔７４においてクランク軸６４を回転自在に保持している。
【００８９】
尚、上述した入力軸５４から出力部であるキャリア６５までの駆動力伝達経路における速比、即ち、減速機５３における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定されている。また、出力部における出力軸部６２に取り付けられたピニオン５７の旋回ギア１０４に対する速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されている。
【００９０】
図８に示すように、保持機構５８は、ピニオン５７を出力部であるキャリア６５における出力軸部６２に対して回転可能に保持するボルト部材として構成されている。ピニオン５７の径方向における中央部分には、第１実施形態の第１貫通孔１７ａと同様に構成される第１貫通孔５７ａが形成されており、保持機構５８は、その軸部が第１貫通孔５７ａに対して遊嵌状態で貫通するように配置されている。このため、ピニオン５７は、保持機構５８の軸部の周囲で回転可能な状態で配置されている。
【００９１】
また、保持機構５８は、そのボルト頭部５８ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部５８ｂが形成されている。そして、出力軸部６２の一端側の端部には、回転中心線Ｑに沿った中心位置に設けられて一端側に向かって開口する雌ネジ穴６２ａが形成されており、保持機構５８の雄ネジ部５８ｂがこの雌ネジ孔６２ａに螺合するように構成されている。このように、保持機構５８は、第１貫通孔５７ａを遊嵌状態で貫通した状態で雄ネジ部５８ｂが雌ネジ穴６２ａに螺合することで、出力軸６２に固定されるとともに、ピニオン５７の一端側に向かう方向の移動をボルト頭部５８ａで係止して阻止するように設けられている。即ち、保持機構５８は、出力部であるキャリア６５に固定され、ピニオン５７をキャリア６５に対して回転可能に支持するとともにピニオン５７に対して軸方向において係止することでこのピニオン５７を保持するように構成されている。
【００９２】
図８に示すように、連結切替機構５９は、出力部であるキャリア６５の出力軸部６２に対するピニオン５７の連結状態を固定状態と固定解除状態との間で切り替え可能な機構として設けられており、複数（例えば、３つ）の軸状部材８４を備えて構成されている。各軸状部材８４は、本実施形態ではボルト部材として設けられている。ピニオン５７の径方向における中心から離れた位置には、円形断面を有する第２貫通孔５７ｂが複数（例えば、３つ）形成されており、各軸状部材８４は、その軸部が各第２貫通孔５７ｂに対して貫通するように配置されている。尚、各第２貫通孔５７ｂは、ピニオン１７の軸方向と平行な方向にこのピニオン５７を貫通するように形成されている。そして、複数の第２貫通孔５７ｂは、ピニオン１７の中心位置を中心にした周方向における均等角度の位置に設けられている。
【００９３】
また、連結切替機構１９における各軸状部材８４は、そのボルト頭部８４ａと反対側の先端側の外周に雄ネジ部８４ｂが形成されている。一方、出力軸部６２の一端側の端部には、回転中心線Ｑから径方向に離れた位置で各第２貫通孔５７ｂに対向する位置に複数（例えば、３つ）の挿入穴６２ｂが一端側に向かって開口するように形成されている。そして、各軸状部材８４の雄ネジ部８４ｂは、各挿入穴６２ｂに対して螺合するように構成されている。
【００９４】
図１０は、図８におけるピニオン５７とその近傍とを示す切欠き断面図であって、挿入穴６２ｂに対して軸状部材８４が螺合した状態（図１０（ａ））と取り外された状態（図１０（ｂ））とを示す図である。軸状部材８４は、図１０（ａ）に示すように、第２貫通孔５７ｂを貫通した状態で雄ネジ部８４ｂが挿入穴６２ｂに螺合することで、ピニオン５７の回転方向の変位を軸状部材８４の軸部で係止して規制することになる。このとき、ピニオン５７は、出力軸部６２に対して固定された状態で連結されている。一方、図１０（ｂ）に示すように、雄ネジ部８４ｂと挿入穴６２ｂとの螺合が緩められて軸状部材８４が図中の矢印で示すように挿入穴６２ｂから取り出されることで、ピニオン５７は、回転方向の変位の規制が解除された状態（保持機構５８を中心として回転自在の状態）となる。
【００９５】
上記のように、複数の軸状部材８４は、ピニオン５７を軸方向と平行に貫通するとともに出力部であるキャリア６５に形成された挿入穴６２ｂに対して抜き取り可能に挿入された状態でピニオン５７のキャリア６５に対する回転方向の変位を規制するように構成され
ている。そして、複数の軸状部材８４を有する連結切替機構５９は、各軸状部材８４が各挿入穴６２ｂに螺合した図１０（ａ）に示す状態では、ピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態を固定状態とし、各軸状部材８４が各挿入穴６２ｂから取り出された図１０（ｂ）に示す状態では、ピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態を固定解除状態とする。即ち、上記の固定状態においては、ピニオン５７がキャリア６５とともに回転するようにキャリア６５に対して固定されて連結された状態となる。そして、上記の固定解除状態においては、ピニオン５７のキャリア６５に対する固定状態が解除されてピニオン５７がキャリア６５に対して保持機構５８のみを介して回転可能に連結された状態となる。
【００９６】
上述した旋回装置２は、旋回装置１と同様に作動することになる。即ち、旋回アクチュエータ５１の電動機５２が作動すると、出力軸５２ａとともに入力軸５４が回転し、ギア部５４ａに噛み合うクランク軸用歯車６３とともに各クランク軸６４が回転する。この回転により、第１及び第２偏心部（６４ａ、６４ｂ）から外歯歯車６６（６６ａ、６６ｂ）に対して荷重が作用し、外歯歯車６６（６６ａ、６６ｂ）がピン内歯６０と噛み合いをずらしながら揺動して偏心回転する。これにより、クランク軸６４が自転しながら公転動作を行い、出力部であるキャリア６５が回転する。このとき、連結切替機構５９によってピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態は固定状態になっており、大きなトルクがキャリア６５とともに回転するピニオン５７から出力される。そして、各ピニオン５７と旋回ギア１０４との噛み合いを介して推進ユニット１０１が回転し、推進ユニット１０１の旋回動作が行われることになる。
【００９７】
一方、旋回アクチュエータ５１のいずれかにおいて減速機５３や電動機５２に故障が発生した場合、作業者は、その故障が発生した旋回アクチュエータ５１において連結切替機構５９を操作することになる。即ち、作業者は、出力軸６２の挿入穴６２ｂに螺合している各軸状部材８４を緩め、これらの軸状部材８４を挿入穴６２ｂから取り外す操作を行うことになる。これにより、ピニオン５７のキャリア６５に対する連結状態が固定状態から固定解除状態に切り替えられることになる。尚、ピニオン５７の第１貫通孔５７ａは、第１実施形態の第１貫通孔１７ａと同様に構成されている。このため、作業者は、ピニオン５７の連結状態を固定解除状態に切り替えた後は、ピニオン５７を第１貫通孔５７ａの範囲内で保持機構５８に対して水平に移動させることができる。これにより、ピニオン５７と旋回ギア１０４との噛み合いが外れる位置までピニオン５７が旋回ギア１０４に対して退避することになる。
【００９８】
以上説明した推進ユニット用旋回装置２によると、第１実施形態の推進ユニット用旋回装置１と同様の効果を奏することができる。即ち、推進ユニット用旋回装置２によると、小型の電動機５２と大きな減速比が確保された小型の減速機５３とを備え、大幅に小型化が図られた旋回アクチュエータ５１を実現できるとともに、推進ユニット１０１の旋回動作に必要な十分な大きさの旋回トルク及び旋回速度を確保することができる。また、推進ユニット用旋回装置２によると、旋回アクチュエータ５１の故障が生じた際に、故障した旋回アクチュエータ５１を駆動力伝達経路から切り離す作業を、作業者が一人であっても容易且つ速やかに行うことができる。また、連結機構５９及び保持機構５８を簡素な構成で構築することができる。また、故障した旋回アクチュエータ５１を駆動力伝達経路から切り離した際に、ピニオン５７を旋回ギア１０４に対して噛み合わせたまま空回りさせることもなく、旋回ギア１０４に無駄な負荷や抵抗を与えてしまうことを防止することができる。また、故障した旋回アクチュエータ５１を駆動力伝達経路から速やかに切り離し、故障していない旋回アクチュエータ５１にてすぐに推進ユニット１０１の旋回動作を行うことができる。
【００９９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができ
る。例えば、次のように変更して実施することができる。
【０１００】
（１）本実施形態では、旋回アクチュエータが４つ備えられているものを例にとって説明したが、この通りでなくてもよく、旋回アクチュエータの数については、種々変更して実施してもよい。
【０１０１】
（２）本実施形態では、旋回ギアの外周に形成された歯に対して旋回アクチュエータのピニオンが噛み合う場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、旋回ギアの内周に形成された歯に対して旋回アクチュエータのピニオンが噛み合うように構成されるものであってもよい。
【０１０２】
（３）本実施形態では、旋回ギアが設けられた旋回筒が船舶に対して回転自在に支持されて、旋回アクチュエータが船舶に対して固定された場合を例にとって説明したがこの通りでなくてもよい。即ち、旋回ギアが設けられた旋回筒が船舶に対して固定され、旋回軸線を中心として旋回ギアの周方向に沿って配置された旋回アクチュエータが船舶に対して旋回軸線を中心に周方向に移動可能なようにストラット側に固定されているものであってもよい。
【０１０３】
（４）また、減速機におけるクランク軸やキャリア等については、種々形態を変更して実施することができる。例えば、クランク軸が回転中心線上に配置されたセンタクランクタイプの減速機が用いられてもよい。また、基部キャリアと端部キャリアとを連結する支柱は、基部キャリアに一体に形成されていなくてもよく、基部キャリアとは別部材として形成されていてもよい。また、クランク軸及び支柱の数は、本実施形態とは異なっていてもよい。また、クランク軸の偏心部の個数や外歯歯車の枚数については、２つでなくてもよい。また、保持機構及び連結切替機構については、ボルト部材以外の形態の要素によって構成されていてもよい。また、連結切替機構における軸状部材の数については、種々変更して実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置として、広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 推進ユニット用旋回装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 旋回アクチュエータ
１２ 電動機
１３ 減速機
１５ ケース
１７ ピニオン
２０ ピン内歯（内歯）
２４ クランク軸
２５ キャリア（出力部）
２６ 外歯歯車
１００ 船舶
１０１ 推進ユニット
１０４ 旋回ギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、前記旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置であって、
前記旋回軸線を中心位置として配置された旋回ギアの内周又は外周に形成された歯に噛み合うピニオンが設けられた減速機と当該減速機に連結されて当該減速機を回転駆動する電動機とを有し、前記電動機が回転することで前記推進ユニットを前記旋回軸線を中心に旋回させる旋回アクチュエータを備え、
前記減速機は、内歯が内周に配置されたケースと、前記ケースに収納されるとともに前記内歯が噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、前記クランク軸の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともに前記ピニオンが取り付けられた出力部と、を有し、
前記電動機の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定され、
前記減速機における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定され、
前記旋回ギアに対する前記ピニオンの速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されていることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項２】
請求項１に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記減速機は、
前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に保持する保持機構と、
前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態を、前記ピニオンが前記出力部とともに回転するように前記出力部に対して固定されて連結された固定状態と、前記ピニオンの前記出力部に対する固定状態を解除して前記ピニオンが前記出力部に対して前記保持機構のみを介して回転可能に連結された固定解除状態と、の間で切り替え可能な連結切替機構と、
を有していることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項３】
請求項２に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記連結切替機構は、前記ピニオンを軸方向と平行に貫通するとともに前記出力部に形成された挿入穴に対して抜き取り可能に挿入された状態で前記ピニオンの前記出力部に対する回転方向の変位を規制する複数の軸状部材を有していることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記保持機構は、前記出力部に対して固定され、前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に支持するとともに当該ピニオンに対して軸方向において係止することで当該ピニオンを保持することを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記保持機構は、前記連結切替機構によって前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態が前記固定解除状態に切り替えられたときに、前記ピニオンと前記旋回ギアとの噛み合いが外れる位置まで前記ピニオンを前記旋回ギアに対して退避可能に保持することを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記旋回アクチュエータは、複数備えられ、
それぞれの前記旋回アクチュエータにおける前記減速機が、前記保持機構及び前記連結切替機構を有していることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項１】
プロペラの回転により船舶を推進させるとともにプロペラ軸と垂直な旋回軸線を中心として船舶において回転自在に支持された推進ユニットを、前記旋回軸線を中心に旋回させる推進ユニット用旋回装置であって、
前記旋回軸線を中心位置として配置された旋回ギアの内周又は外周に形成された歯に噛み合うピニオンが設けられた減速機と当該減速機に連結されて当該減速機を回転駆動する電動機とを有し、前記電動機が回転することで前記推進ユニットを前記旋回軸線を中心に旋回させる旋回アクチュエータを備え、
前記減速機は、内歯が内周に配置されたケースと、前記ケースに収納されるとともに前記内歯が噛み合う外歯が外周に設けられた外歯歯車と、前記外歯歯車を偏心させて回転させるクランク軸と、前記クランク軸の一端側及び他端側を回転自在に保持するとともに前記ピニオンが取り付けられた出力部と、を有し、
前記電動機の定格回転速度は、１０００ＲＰＭ以上で３０００ＲＰＭ以下の範囲に設定され、
前記減速機における速比は、５０以上で１００以下の範囲に設定され、
前記旋回ギアに対する前記ピニオンの速比は、１０以上で２０以下の範囲に設定されていることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項２】
請求項１に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記減速機は、
前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に保持する保持機構と、
前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態を、前記ピニオンが前記出力部とともに回転するように前記出力部に対して固定されて連結された固定状態と、前記ピニオンの前記出力部に対する固定状態を解除して前記ピニオンが前記出力部に対して前記保持機構のみを介して回転可能に連結された固定解除状態と、の間で切り替え可能な連結切替機構と、
を有していることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項３】
請求項２に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記連結切替機構は、前記ピニオンを軸方向と平行に貫通するとともに前記出力部に形成された挿入穴に対して抜き取り可能に挿入された状態で前記ピニオンの前記出力部に対する回転方向の変位を規制する複数の軸状部材を有していることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記保持機構は、前記出力部に対して固定され、前記ピニオンを前記出力部に対して回転可能に支持するとともに当該ピニオンに対して軸方向において係止することで当該ピニオンを保持することを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記保持機構は、前記連結切替機構によって前記ピニオンの前記出力部に対する連結状態が前記固定解除状態に切り替えられたときに、前記ピニオンと前記旋回ギアとの噛み合いが外れる位置まで前記ピニオンを前記旋回ギアに対して退避可能に保持することを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【請求項６】
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の推進ユニット用旋回装置であって、
前記旋回アクチュエータは、複数備えられ、
それぞれの前記旋回アクチュエータにおける前記減速機が、前記保持機構及び前記連結切替機構を有していることを特徴とする、推進ユニット用旋回装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−９３３５０（Ｐ２０１１−９３３５０Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６８００（Ｐ２００９−２４６８００）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（５０３４０５６８９）ナブテスコ株式会社 (737)
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