JP3007082B1 - Seal structure of rotary vane type steering machine - Google Patents
Seal structure of rotary vane type steering machineInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 シール材の損傷を防止し、信頼性の高いロー
タリーベーン式舵取機を提供する。
【解決手段】 ベーン５の上下の端面に形成した横スリ
ット５ａ、５ｂに、ハウジング１の底面およびカバー３
の下面に摺接する横シール材２１を配置し、ベーン５の
先端の縁部に形成した縦スリット５ｅにハウジング１の
内周面に摺接する縦シール材２２を配置し、セグメント
６の先端の縁部に形成した縦スリット６ａにローター２
の外周面に摺接する縦シール材２３を配置し、ハウジン
グ１の底面およびカバー３の下面に形成した環状スリッ
ト１ａ、３ａにリングシール材２４、２５を配置すると
ともに、リングシール材２４、２５を横シール材２１お
よびセグメント６の縦シール材２３に縁部を重ねて配置
し、リングシール材２４、２５のシール面の内周縁部を
面取りし、カバー３の環状スリットの内周側の開口周縁
部を面取りしたものである。An object of the present invention is to provide a highly reliable rotary vane steering device that prevents damage to a sealing material. SOLUTION: Horizontal slits 5a and 5b formed on upper and lower end surfaces of a vane 5 are provided with a bottom surface of a housing 1 and a cover 3 respectively.
A horizontal sealing material 21 sliding on the lower surface of the housing 1 is disposed, and a vertical sealing material 22 sliding on the inner peripheral surface of the housing 1 is disposed in a vertical slit 5e formed at the edge of the tip of the vane 5. The rotor 2 is inserted into the vertical slit 6a formed in the section.
A vertical sealing material 23 is disposed in sliding contact with the outer peripheral surface of the housing 1. Ring sealing materials 24 and 25 are disposed in annular slits 1 a and 3 a formed on the bottom surface of the housing 1 and the lower surface of the cover 3. The edges are arranged so as to overlap with the horizontal sealing material 21 and the vertical sealing material 23 of the segment 6, the inner peripheral edges of the sealing surfaces of the ring sealing materials 24 and 25 are chamfered, and the opening peripheral edge of the annular slit of the cover 3 on the inner peripheral side. The part is chamfered.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶の舵取機の技
術に係り、ロータリーベーン式舵取機のシール構造に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for steering a ship, and more particularly to a seal structure for a rotary vane type steering gear.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のロータリーベーン式舵取機は、例
えば図１０〜図２０に示すようなものであり、ハウジン
グ１と、その内部に収納するローター２とを有し、ロー
ター２の軸部２ａ、２ｂをハウジング１の底部に設けた
ボス部と、ハウジング１の上部開口に配置する環状のカ
バー３とにより、ラジアル軸受部材４ａおよびスラスト
軸受部材４ｂを介して回転自在に保持している。2. Description of the Related Art A conventional rotary vane type steering machine is, for example, as shown in FIGS. 10 to 20, and has a housing 1 and a rotor 2 housed therein. A boss provided at the bottom of the housing 1 and an annular cover 3 disposed at an upper opening of the housing 1 rotatably hold 2a and 2b via a radial bearing member 4a and a thrust bearing member 4b.
【０００３】ローター２は軸心方向にテーパー状の貫通
孔２ｃを有しており、この貫通孔２ｃにおいて舵軸（図
示省略）に油圧締付により嵌合固定する。ローター２は
外周面の周方向に沿った等間隔の位置に複数のベーン５
を切削加工により一体成形しており、ベーン５は上下の
端面に形成した横スリット５ａ、５ｂにハウジング１お
よびカバー３の内側面に摺接する横シール材５ｃ、５ｄ
を保持し、ハウジング１の内周面に対抗する先端の縁部
に形成した縦スリット５ｅにハウジング１の内周面に摺
接する縦シール材５ｆを保持している。The rotor 2 has a through hole 2c which is tapered in the axial direction, and is fitted and fixed to a rudder shaft (not shown) by hydraulic pressure in the through hole 2c. The rotor 2 has a plurality of vanes 5 at equidistant positions along the circumferential direction of the outer peripheral surface.
Are integrally formed by cutting, and the vane 5 is provided with horizontal sealing members 5c and 5d which are in sliding contact with the inner side surfaces of the housing 1 and the cover 3 with the horizontal slits 5a and 5b formed on the upper and lower end surfaces.
, And a vertical sealing member 5f slidingly in contact with the inner peripheral surface of the housing 1 is held in a vertical slit 5e formed at the edge of the front end opposing the inner peripheral surface of the housing 1.
【０００４】ハウジング１は内周面の周方向に沿った等
間隔の位置に複数のセグメント６をボルト７で固定して
設けており、セグメント６とセグメント６の間にロータ
ー２のベーン５が位置している。セグメント６はロータ
ー２に対抗する先端の縁部に形成した縦スリット６ａに
ローター２の外周面に摺接する縦シール材６ｂを保持し
ている。The housing 1 is provided with a plurality of segments 6 fixed at equal intervals along the circumferential direction of the inner peripheral surface with bolts 7, and the vanes 5 of the rotor 2 are located between the segments 6. are doing. The segment 6 holds a vertical sealing material 6b slidably in contact with the outer peripheral surface of the rotor 2 in a vertical slit 6a formed at the edge of the tip end facing the rotor 2.
【０００５】ハウジング１およびカバー３は、ローター
２の端面に対向する部位に形成した各環状スリット１
ａ、３ａにリングシール材１ｂ、３ｂを保持しており、
リングシール材１ｂ、３ｂはベーン５の横シール材５
ｃ、５ｄおよびセグメント６の縦シール材６ｂに縁部を
重ねて配置している。ハウジング１およびカバー３は、
リングシール材１ｂ、３ｂの背面に形成した油路１ｃ、
３ｃに連通する給油孔１ｄ、３ｄを有している。[0005] The housing 1 and the cover 3 are formed with respective annular slits 1 formed in a portion facing the end face of the rotor 2.
a, 3a hold ring seal materials 1b, 3b,
The ring seal materials 1b and 3b are the horizontal seal material 5 of the vane 5.
c, 5d and the edge part are arranged so as to overlap with the vertical sealing material 6b of the segment 6. The housing 1 and the cover 3
An oil passage 1c formed on the back surface of the ring seal material 1b, 3b;
Oil supply hole 1d communicating with 3c, it has a 3d.
【０００６】ハウジング１とローター２の間には、ベー
ン５とセグメント６によって区画する複数の油室９ａ、
９ｂ、９ｃ、９ｄが存在し、ローター２の回転軸を介し
て対称の位置にある油室９ａと油室９ｃ、および油室９
ｂと油室９ｄは、ローター２に設けたバランス孔１０
ａ、１０ｂにより連通している。さらに、ローター２は
上下の端面間を連通するバランス孔１１ａを有し、カバ
ー３は軸受部材４ｂに対して潤滑油を充填するための給
油口をバランス孔１１ａに連通可能な位置に設けてい
る。ハウジング１には、各油室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ
を油圧ユニット（図示省略）に接続するためのポート１
２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを設けている。[0006] Between the housing 1 and the rotor 2, a plurality of oil chambers 9a defined by vanes 5 and segments 6,
9b, 9c, 9d are present, and the oil chamber 9a, the oil chamber 9c, and the oil chamber 9 are symmetrically positioned via the rotation axis of the rotor 2.
b and the oil chamber 9d are provided with balance holes 10 provided in the rotor 2.
a and 10b communicate with each other. Furthermore, the rotor 2 has a balance hole 11a communicating between the upper and lower end faces, the cover 3 is provided with a filler opening for filling the lubricating oil to the bearing member 4b balance hole 11a to communicate possible position . The housing 1 includes oil chambers 9a, 9b, 9c, 9d.
Port 1 for connecting to a hydraulic unit (not shown)
2a, 12b, 12c, and 12d are provided.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図１３〜図１８は、リ
ングシール材１ｂ、３ｂと、ベーン５の横シール材５
ｃ、５ｄおよびセグメント６の縦シール材６ｂとの重な
り具合を示す摸式図であり、各部材間の間隙およびシー
ル材の重なり部を強調的に大きく表現している。リング
シール材１ｂ、３ｂと、ベーン５の横シール材５ｃ、５
ｄおよびセグメント６の縦シール材６ｂの縁部における
重なりは、０．２ｍｍ程の微小なものである。FIGS. 13 to 18 show the ring seal members 1b and 3b and the lateral seal member 5 of the vane 5. FIG.
FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams showing the degree of overlap between the vertical seal members 6c and 5d and the segments 6, and the gaps between the members and the overlapping portions of the seal members are emphasized and enlarged. Ring seal members 1b, 3b, and lateral seal members 5c, 5
The overlap of d and the edge of the vertical sealing material 6b of the segment 6 is as small as about 0.2 mm.
【０００８】ところで、図１７に示すように、リングシ
ール材６ｂは、各油室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに対面す
る部位に作動油の油圧が作用する。各油室９ａ、９ｂ、
９ｃ、９ｄにおける作動油圧は、ローター２の回転方向
によって変化し、高圧状態もしくは低圧状態となる。一
方で、カバー３とローター２との間隙に対抗する部位は
大気圧に対抗する。By the way, as shown in FIG. 17, the hydraulic pressure of the working oil acts on the ring seal member 6b at the portions facing the oil chambers 9a, 9b, 9c and 9d. Each oil chamber 9a, 9b,
The operating oil pressure in 9c and 9d changes according to the rotation direction of the rotor 2, and becomes a high pressure state or a low pressure state. On the other hand, a portion opposing the gap between the cover 3 and the rotor 2 opposes the atmospheric pressure.
【０００９】この差圧のために、図１８に示すように、
リングシール材３ｂは、縁部がカバー３とローター２と
の間隙にはみ出した状態となる。このはみ出し部は、各
油室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの油圧の変化に伴って出退
を繰り返すうちに、疲労するとともに、直角に角張った
環状スリット３ａの開口縁に引っ掛かって傷口を生じ、
永久的な変形を来す。はみ出し部および傷口は、経時的
に伸長し、ついにはリングシール材３ｂの破断に至る。Due to this differential pressure, as shown in FIG.
The ring seal material 3 b is in a state where the edge protrudes into the gap between the cover 3 and the rotor 2. This protruding portion becomes fatigued while repeatedly coming and going with the change of the oil pressure of each of the oil chambers 9a, 9b, 9c, 9d, and at the same time, is caught by the opening edge of the annular slit 3a which is square at right angles, and a wound is formed.
Comes with permanent deformation. The protruding part and the wound elongate with time, and eventually the ring seal material 3b is broken.
【００１０】図１９に示すベーン５の縦シール材５ｆお
よび、図２０に示すセグメント６の縦シール材６ｂは、
各油室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの間をシールするもので
あり、そのシール面は平面である。この縦シール材５
ｆ、６ｂの形態においては、上述したリングシール材１
ｂと同様の問題が生起する。つまり、縦シール材５ｆ、
６ｂは高圧の油室と低圧の油室を隔てるので、その差圧
によって縦シール材５ｆ、６ｂが低圧側に付勢されて変
形し、ベーン５とハウジング１の間の間隙、もしくはセ
グメント６とローター２の間の間隙にはみ出し、各油室
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの油圧の変化に伴って出退を繰
り返すうちに、疲労するとともに、永久的な変形を来
し、ついには破損に至る。The vertical sealing material 5f of the vane 5 shown in FIG. 19 and the vertical sealing material 6b of the segment 6 shown in FIG.
The space between the oil chambers 9a, 9b, 9c and 9d is sealed, and the sealing surface is flat. This vertical sealing material 5
In the embodiments f and 6b, the ring seal material 1 described above is used.
The same problem as b occurs. That is, the vertical sealing material 5f,
6b separates the high-pressure oil chamber from the low-pressure oil chamber, and the differential pressure urges the vertical sealing members 5f and 6b toward the low-pressure side and deforms them, so that the gap between the vane 5 and the housing 1 or the segment 6 As it protrudes into the gap between the rotors 2 and repeatedly moves in and out with changes in the oil pressures of the oil chambers 9a, 9b, 9c and 9d, it becomes fatigued, undergoes permanent deformation, and eventually breaks. .
【００１１】また、縦シール材５ｆ、６ｂのシール面が
平面であるが、縦シール材６ｂが摺接するローター２の
外周面は凸面状の円弧面であり、縦シール材５ｆが摺接
するハウジング１の内周面は凹面状の円弧面であり、円
滑な接触構造が求められる。横シール材５ｃ、５ｄに関
しても同様のはみ出し現象が生起し、破損の原因となっ
ている。また、横シール材５ｃ、５ｄは、その端部がリ
ングシール材３ｂに重なり、その接触によってリングシ
ール材３ｂの変形を招く原因となるので、リングシール
材３ｂとの円滑な接触構造が求められる。Although the sealing surfaces of the vertical sealing members 5f and 6b are flat, the outer peripheral surface of the rotor 2 with which the vertical sealing members 6b are in sliding contact is a convex arcuate surface, and the housing 1 with which the vertical sealing members 5f are in sliding contact. Is a concave arc surface, and a smooth contact structure is required. A similar protrusion phenomenon occurs with the horizontal seal materials 5c and 5d, causing damage. Further, since the ends of the horizontal seal members 5c and 5d overlap the ring seal member 3b and the contact thereof causes the deformation of the ring seal member 3b, a smooth contact structure with the ring seal member 3b is required. .
【００１２】また、各シール材は、高分子材料からなる
ので、経年変化による材質の劣化によってシール性が損
なわれたり、損傷したり、あるいは、上述した原因によ
る破損等を来す。このために、シール材の交換が必要で
あるが、ハウジング１に装着するリングシール材１ｂ
は、ローター２の下面に対抗するので、その交換にはロ
ータリーベーン式舵取機を分解し、ローター２を取り外
して補修することが必要で、洋上での補修作業が困難で
あり、その損傷が船舶を航行不能とする事態に至ること
もある。また、リングシール材１ｂの交換は、ドックで
の作業が要求されるために、その作業に多大な時間と手
数と費用が掛かる問題があった。Further, since each seal member is made of a polymer material, the sealability is impaired or damaged due to deterioration of the material due to aging, or breakage due to the above-mentioned causes. For this purpose, it is necessary to replace the seal material.
Is opposed to the lower surface of the rotor 2, so it is necessary to disassemble the rotary vane type steering wheel and replace the rotor 2 to replace it. In some cases, this can render the ship inaccessible. In addition, since replacement of the ring seal material 1b requires work in a dock, there is a problem that the work requires a great deal of time, trouble, and cost.
【００１３】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、シール材の損傷を防止し、信頼性の高いロータリー
ベーン式舵取機を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a highly reliable rotary vane type steering machine which prevents damage to a sealing material.
【００１４】[0014]
【課題解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のロータリーベーン式舵取機のシール構造
は、舵軸に嵌合装着するローターと、ローターを収納し
てローターの周囲に油室用空間を形成するハウジング
と、ハウジングの上部開口に配置する環状のカバーとを
有し、ローターの外周面の周方向に沿った等間隔の位置
に複数のベーンを配置し、ハウジングの内周面の周方向
に沿った等間隔の位置に複数のセグメントを配置し、ベ
ーンとセグメントによって前記油室用空間を複数の油室
に区画するロータリーベーン式舵取機において、ベーン
の上下の端面に形成した横スリットに、ハウジングの底
面およびカバーの下面に摺接する横シール材を配置し、
ベーンの先端の縁部に形成した縦スリットにハウジング
の内周面に摺接する縦シール材を配置し、セグメントの
先端の縁部に形成した縦スリットにローターの外周面に
摺接する縦シール材を配置し、ハウジングの底面および
カバーの下面に形成した環状スリットにリングシール材
を配置するとともに、リングシール材を横シール材およ
びセグメントの縦シール材に縁部を重ねて配置し、リン
グシール材のシール面の内周縁部を面取りし、カバーの
環状スリットの内周側の開口周縁部を面取りしたもので
ある。In order to solve the above-mentioned problems, a seal structure of a rotary vane type steering machine according to the present invention comprises a rotor fitted to and mounted on a rudder shaft, and a rotor housed therein and having an oil around the rotor. A housing defining a room space; and an annular cover disposed at an upper opening of the housing. A plurality of vanes are disposed at equal intervals along a circumferential direction of an outer peripheral surface of the rotor. In a rotary vane type steering device in which a plurality of segments are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the surface, and the oil chamber space is divided into a plurality of oil chambers by vanes and segments, the upper and lower end faces of the vane In the formed horizontal slit, arrange a horizontal sealing material that slides on the bottom surface of the housing and the lower surface of the cover,
A vertical sealing material that slides on the inner peripheral surface of the housing is arranged on a vertical slit formed at the edge of the vane tip, and a vertical sealing material that slides on the outer peripheral surface of the rotor is arranged on the vertical slit formed on the edge of the segment tip. The ring seal material is arranged in the annular slit formed on the bottom surface of the housing and the lower surface of the cover, and the ring seal material is arranged so that the edges overlap with the horizontal seal material and the vertical seal material of the segment. The inner peripheral edge of the seal surface is chamfered, and the peripheral edge of the opening on the inner peripheral side of the annular slit of the cover is chamfered.
【００１５】上記した構成により、リングシール材は、
外周面側から内周面側に向けて、各油室の作動油圧の変
化に伴って反復的に押圧され、高圧状態の油室に対応す
る部位において、ローターに摺接するシール面の内周縁
部が、ローターとカバーの間隙、もしくはローターとハ
ウジングの間隙にはみ出そうとする。しかし、リングシ
ール材のシール面の内周縁部は、面取りしているので、
反復的な押圧力を受けても、ローターとカバーの間隙、
もしくはローターとハウジングの間隙にはみ出すことは
なく、疲労および永久的な変形を来さず、長期にわたっ
て安定したシール性を維持することができる。With the above configuration, the ring seal material is
From the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side, it is repeatedly pressed according to the change of the operating oil pressure of each oil chamber, and at the part corresponding to the oil chamber in a high pressure state, the inner peripheral edge of the seal surface slidingly contacting the rotor Tends to protrude into the gap between the rotor and the cover or between the rotor and the housing. However, since the inner peripheral edge of the sealing surface of the ring seal material is chamfered,
Even under repeated pressing force, the gap between the rotor and the cover,
Alternatively, it does not protrude into the gap between the rotor and the housing, does not cause fatigue and permanent deformation, and can maintain stable sealing properties for a long period of time.
【００１６】しかも、カバーの環状スリットの開口周縁
部も面取りしているので、この部に対してリングシール
材が反復的に接当離間を繰り返してもリングシール材が
破損することがない。好ましくは、リングシール材のシ
ール面の中央部に環状の凹部を形成することにより、凹
部によってシール面を内周側と外周側とに分割して不連
続とすることができ、油室の作動油圧により外周側のシ
ール面が弾性変形をきたしても、その変位を凹部で吸収
することができ、内周側のシール面の弾性変形を防止
し、シール面の内周縁部がローターとカバーの間隙、も
しくはローターとハウジングの間隙にはみ出すことを防
止できる。また、リングシール材のシール面において横
シール材およびセグメントの縦シール材に重なる外周縁
部を面取りし、リングシール材の外周縁部に重なる横シ
ール材の端部の角部を面取りすることにより、リングシ
ール材に対する横シール材の摺動を円滑なものにして、
リングシール材の外周縁部の損傷を防止できる。In addition, since the peripheral edge of the opening of the annular slit of the cover is chamfered, the ring seal material is not damaged even if the ring seal material is repeatedly brought into contact with and separated from this portion. Preferably, by forming an annular concave portion at the center of the seal surface of the ring seal material, the concave portion can divide the seal surface into an inner peripheral side and an outer peripheral side to be discontinuous. Even if the seal surface on the outer peripheral side undergoes elastic deformation due to hydraulic pressure, the displacement can be absorbed by the concave portion, preventing the elastic deformation of the seal surface on the inner peripheral side, and the inner peripheral edge of the seal surface between the rotor and the cover. It can be prevented from protruding into the gap or the gap between the rotor and the housing. Further, by chamfering the outer peripheral edge overlapping the horizontal sealing material and the vertical sealing material of the segment on the sealing surface of the ring sealing material, and chamfering the corner of the end of the horizontal sealing material overlapping the outer peripheral edge of the ring sealing material. , Making the sliding of the horizontal sealing material against the ring sealing material smooth,
The outer peripheral edge of the ring seal material can be prevented from being damaged.
【００１７】好ましくは、縦シール材のシール面の両側
縁部を面取りすることにより、縦シール材のシール面の
両側縁部がベーンとハウジングの間の間隙、もしくはセ
グメントとローターの間の間隙にはみ出すことを防止で
きる。また、縦シールは、シール面の両側縁を面取り
し、中央部に環状の凹部を設ける形状とすることによ
り、ローターの外周面またはハウジングの内面と円滑な
接触を保つことができる。Preferably, by chamfering both side edges of the sealing surface of the vertical sealing material, both side edges of the sealing surface of the vertical sealing material are formed in a gap between the vane and the housing or a gap between the segment and the rotor. It can be prevented from protruding. Further, the vertical seal has a shape in which both side edges of the seal surface are chamfered and an annular concave portion is provided at the center, so that smooth contact with the outer peripheral surface of the rotor or the inner surface of the housing can be maintained.
【００１８】好ましくは、ハウジングの底部に配置する
リングシール材に代えて、ローターを受け止める環状の
スラスト軸受部材を、軸受面の外周縁を横シール材およ
びセグメントの縦シール材に重ねて設け、スラスト軸受
部材を、潤滑油を含浸したオイルレスメタル材で形成
し、スラスト軸受部材の軸受面の外周縁を面取りし、ス
ラスト軸受部材の外周縁部に重なる横シール材の端部の
角部を面取りしたものである。Preferably, in place of the ring seal member disposed at the bottom of the housing, an annular thrust bearing member for receiving the rotor is provided by overlapping the outer peripheral edge of the bearing surface with the horizontal seal member and the vertical seal member of the segment. The bearing member is formed of an oil-less metal material impregnated with lubricating oil, the outer peripheral edge of the bearing surface of the thrust bearing member is chamfered, and the corner of the end of the horizontal seal material overlapping the outer peripheral edge of the thrust bearing member is chamfered. It was done.
【００１９】この構成により、ローターとハウジングの
間にリングシール材を配置する必要がないので、ロータ
ーの取り外しを伴う舵取り機の分解によってリングシー
ル材を交換する作業が不要となり、舵取り機としての故
障原因となる要素を削減して信頼性の向上を図ることが
できる。スラスト軸受部材は、ローターの自重、ロータ
ーに接続する舵軸および舵板の重量を受け止めるので、
ローターおよびハウジングに圧密に摺接し、作動油の漏
洩を十分に抑制することができ、ローターの作動に支障
を来さない適切なシール性を確保できる。With this configuration, it is not necessary to dispose the ring seal material between the rotor and the housing, so that there is no need to replace the ring seal material by disassembling the steering device with the removal of the rotor. It is possible to reduce the factors that cause the problem and improve the reliability. Since the thrust bearing member receives the weight of the rotor, the weight of the rudder shaft and rudder plate connected to the rotor,
The rotor and the housing are slidably contacted with each other in a compact manner, so that leakage of hydraulic oil can be sufficiently suppressed, and appropriate sealing properties that do not hinder the operation of the rotor can be secured.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態は先に図１０〜図２
０において説明したものと基本的に同様であり、同様の
作用を行なう部材については同一番号を付して説明を省
略する。図１〜図７において、ベーン５の上下の端面に
形成した横スリット５ａ、５ｂには、カバー３の下面お
よびハウジング１の底面に摺接する横シール材２１を配
置しており、ベーン５の先端の縁部に形成した縦スリッ
ト５ｅには、ハウジング１の内周面に摺接する縦シール
材２２を配置し、セグメント６の先端の縁部に形成した
縦スリット６ａには、ローター２の外周面に摺接する縦
シール材２３を配置している。カバー３の下面に形成し
た環状スリット３ａには、リングシール材２４を配置
し、ハウジング１の底面に形成した環状スリット１ａに
は、リングシール材２５を配置しており、リングシール
材２４、２５は、ローター２の横シール材２１およびセ
グメント６の縦シール材６に、外周縁部を重ねて配置し
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is described first with reference to FIGS.
0 are basically the same as those described in FIG. 0, and members performing the same operations are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIGS. 1 to 7, the horizontal slits 5 a and 5 b formed on the upper and lower end surfaces of the vane 5 are provided with a horizontal sealing material 21 slidably in contact with the lower surface of the cover 3 and the bottom surface of the housing 1. The vertical slit 5e formed at the edge of the segment 1 is provided with a vertical sealing material 22 which is in sliding contact with the inner peripheral surface of the housing 1. The vertical slit 6a formed at the edge of the tip of the segment 6 is disposed at the outer peripheral surface of the rotor 2. A vertical sealing material 23 is disposed in sliding contact with. A ring seal material 24 is disposed on an annular slit 3a formed on the lower surface of the cover 3, and a ring seal material 25 is disposed on an annular slit 1a formed on the bottom surface of the housing 1. Is arranged such that the outer peripheral edge is overlapped with the horizontal sealing material 21 of the rotor 2 and the vertical sealing material 6 of the segment 6.
【００２１】図２は、シール材を、その要部を強調的に
拡大して示すものであり、リングシール材２４、２５は
同様の形状をなすので、ここでは便宜的にカバー３に装
着するにリングシール材２４について説明する。図３に
示すように、リングシール材２４は、シール面２４ａの
内外側の周縁部２４ｂ、２４ｃを面取りし、環状スリッ
ト３ａの底面に対向する背面側に油路をなす環状の凹部
２４ｄを有し、シール面２４ａに油路をなす環状の凹部
２４ｅを有している。FIG. 2 shows the sealing material in an enlarged manner with its essential parts emphasized. Since the ring sealing materials 24 and 25 have the same shape, they are conveniently attached to the cover 3 here. Next, the ring seal material 24 will be described. As shown in FIG. 3, the ring seal material 24 has an annular concave portion 24 d chamfering the inner and outer peripheral edges 24 b and 24 c of the seal surface 24 a and forming an oil passage on the back side opposed to the bottom surface of the annular slit 3 a. The seal surface 24a has an annular concave portion 24e that forms an oil passage.
【００２２】リングシール材２４は、内周縁部２４ｂが
カバー３の下面とローター２の上面との間隙ａ＝０．２
〜０．３ｍｍに対抗しており、その面取りの形状は半径
Ｒ＝ｒ＋ａ＝０．５＋０．２〜０．３＝０．７〜０．８
ｍｍの円弧面であり、外周縁部２４ｃが横シール材２１
およびセグメント６の縦シール材２３に０．２〜０．３
ｍｍで重なり、その面取りの形状は半径０．２ｍｍの円
弧面である。The inner peripheral edge 24b of the ring seal member 24 has a gap a = 0.2 between the lower surface of the cover 3 and the upper surface of the rotor 2.
０．３0.3 mm, and the shape of the chamfer is radius R = r + a = 0.5 + 0.2-0.3 = 0.7-0.8
mm, and the outer peripheral edge portion 24 c is
And 0.2 to 0.3 for the vertical sealing material 23 of the segment 6.
mm, and the shape of the chamfer is an arc surface with a radius of 0.2 mm.
【００２３】カバー３の環状スリット３ａの内周側の開
口周縁部３ｅは面取りしており、その形状は半径ｒ＝
０．５ｍｍの円弧面である。図４に示すように、縦シー
ル材２２、２３は、シール面２２ａ、２３ａの両側縁部
２２ｂ、２３ｂを面取りし、シール面２２ａ、２３ａに
凹部２２ｃ、２３ｃを形成することで、２条の線接触部
を形成しており、縦スリット５ｅ、６ａに対向する背面
側に油路をなす凹部２２ｄ、２３ｄを有している。The opening peripheral edge 3e on the inner peripheral side of the annular slit 3a of the cover 3 is chamfered, and its shape has a radius r =
The arc surface is 0.5 mm. As shown in FIG. 4, the vertical sealing members 22 and 23 are formed by chamfering both side edges 22b and 23b of the sealing surfaces 22a and 23a and forming recesses 22c and 23c in the sealing surfaces 22a and 23a. A line contact portion is formed, and concave portions 22d and 23d forming an oil path are provided on the back side facing the vertical slits 5e and 6a.
【００２４】図５〜図７に示すように、横シール材２１
は、シール面２１ａの両側縁部２１ｂ、２１ｃおよびリ
ングシール材２４、２５の外周縁部に重なるの端部の角
部２１ｄ、２１ｅを面取りしており、シール面２１ａに
油路をなす凹部２１ｆを形成するとともに、横スリット
５ａ，５ｂの底面に対向する背面側に油路をなす凹部２
１ｇを形成している。横シール材２１の両側縁部２１
ｂ、２１ｃの面取りは、半径０．２〜０．３ｍｍの円弧
面であり、端部の角部２１ｄ、２１ｅは適度な円弧状に
面取りしている。As shown in FIG. 5 to FIG.
Are chamfered on both side edges 21b and 21c of the sealing surface 21a and corners 21d and 21e of the ends overlapping the outer peripheral edges of the ring sealing materials 24 and 25, and a concave portion 21f forming an oil passage in the sealing surface 21a. And a concave portion 2 forming an oil passage on the back side facing the bottom surfaces of the lateral slits 5a and 5b.
1 g are formed. Both side edges 21 of horizontal sealing material 21
The chamfers b and 21c are arc surfaces having a radius of 0.2 to 0.3 mm, and the corners 21d and 21e at the ends are chamfered in a suitable arc shape.
【００２５】図８〜図９に示すように、図１におけるハ
ウジング１の環状スリット１ａに配置するリングシール
材２５に代えて、ローター２を受け止める環状のスラス
ト軸受部材２６を配置し、スラスト軸受部材２６を軸受
面２６ａの外周縁を横シール材２１およびセグメント６
の縦シール材２３に０．２５ｍｍ程度で重ねて設けるこ
ともできる。スラスト軸受部材２６は、潤滑油を含浸し
たオイルレスメタル材からなり、軸受面２６ａの外周縁
２６ｂを面取りしており、その形状は半径０．２５ｍｍ
程度の円弧面である。この場合には、ローター２に上下
の面を連通する均圧孔２７をスラスト軸受部材２６の内
周部に連通して設けている。As shown in FIGS. 8 and 9, an annular thrust bearing member 26 for receiving the rotor 2 is provided in place of the ring seal material 25 provided in the annular slit 1a of the housing 1 in FIG. Then, the outer peripheral edge of the bearing surface 26a is moved to the thrust bearing member 26 by the horizontal sealing material 21 and the segment 6.
About 0.25 mm. The thrust bearing member 26 is made of an oil-less metal material impregnated with a lubricating oil, chamfers the outer peripheral edge 26b of the bearing surface 26a, and has a radius of 0.25 mm.
It is an arc surface of a degree. In this case, pressure equalizing holes 27 communicating the upper and lower surfaces with the rotor 2 are provided so as to communicate with the inner peripheral portion of the thrust bearing member 26.
【００２６】上記した構成により、リングシール材２
４、２５は同様の作用を果たすので、リングシール材２
４について説明する。リングシール材２４は、外周面側
から内周面側に向けて、各油室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ
の作動油圧の変化に伴って反復的に押圧され、高圧状態
の油室９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに対応する部位におい
て、ローター２に摺接するシール面２４ａの内周縁部２
４ｂが、ローター２とカバー３の間隙にはみ出そうとす
る。With the above configuration, the ring seal material 2
4 and 25 perform the same action, so that the ring seal material 2
4 will be described. The ring seal material 24 is provided in each of the oil chambers 9a, 9b, 9c, 9d from the outer peripheral surface side to the inner peripheral surface side.
Are repeatedly pressed in accordance with the change of the operating oil pressure, and the inner peripheral edge portion 2 of the seal surface 24a slidingly contacting the rotor 2 at a portion corresponding to the oil chambers 9a, 9b, 9c, 9d in a high pressure state.
4b tends to protrude into the gap between the rotor 2 and the cover 3.
【００２７】しかし、リングシール材２４のシール面２
４ａの内周縁部２４ｂは、面取りしているので、反復的
な押圧力を受けても、ローター２とカバー３の間隙には
み出すことはなく、疲労および永久的な変形を来さず、
長期にわたって安定したシール性を維持することができ
る。しかも、カバー３の環状スリット３ａの開口周縁部
３ｅも面取りしているので、この部分に対してリングシ
ール材２４が反復的に接当離間を繰り返してもリングシ
ール材２４が破損することがない。However, the sealing surface 2 of the ring seal material 24
Since the inner peripheral edge 24b of 4a is chamfered, it does not protrude into the gap between the rotor 2 and the cover 3 even when subjected to repeated pressing force, does not cause fatigue and permanent deformation,
It is possible to maintain stable sealing properties over a long period of time. Moreover, since the opening peripheral edge 3e of the annular slit 3a of the cover 3 is also chamfered, the ring seal material 24 is not damaged even if the ring seal material 24 repeatedly contacts and separates from this portion. .
【００２８】また、リングシール材２４のシール面２４
ａに形成した環状の凹部２４ｅが、シール面２４ａを内
周側と外周側とに分割して不連続としており、油室９
ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの作動油圧により外周側のシール
面２４ａが弾性変形をきたしても、その変位を凹部２４
ｅで吸収することができ、内周側のシール面２４ａの弾
性変形を防止し、シール面２４ａの内周縁部２４ｂがロ
ーター２とカバー３の間隙にはみ出すことを防止でき
る。The sealing surface 24 of the ring seal material 24
a is formed by dividing the seal surface 24a into an inner peripheral side and an outer peripheral side so as to be discontinuous.
a, 9b, 9c, 9d, even if the outer peripheral side sealing surface 24a is elastically deformed by the operating oil pressure, the displacement is not
e, the elastic deformation of the inner peripheral side sealing surface 24a can be prevented, and the inner peripheral edge 24b of the sealing surface 24a can be prevented from protruding into the gap between the rotor 2 and the cover 3.
【００２９】また、リングシール材２４の外周縁部２４
ｃに重なる横シール材２１の端部の角部を面取りし、両
側縁部を面取りしているので、リングシール材２４に対
する横シール材２１の摺動を円滑なものにして、リング
シール材２４の外周縁部２４ｃの損傷を防止できる。ま
た、縦シール材２２、２３は、両側縁部２２ｂ、２３ｂ
を面取りしているので、両側縁部２２ｂ、２３ｂがベー
ン５とハウジング１の間の間隙、もしくはセグメント６
とローター２の間の間隙にはみ出すことがなくなる。The outer peripheral edge 24 of the ring seal material 24
Since the corners of the ends of the horizontal seal material 21 overlapping with the edge portions c are chamfered and both side edges are chamfered, the sliding of the horizontal seal material 21 with respect to the ring seal material 24 is made smooth, and the ring seal material 24 is formed. Can be prevented from being damaged. In addition, the vertical sealing materials 22 and 23 are provided on both side edges 22b and 23b.
So that both side edges 22b and 23b are spaced from the gap between the vane 5 and the housing 1 or the segment 6
Does not protrude into the gap between the rotor and the rotor 2.
【００３０】さらに、図９に示す構成にすると、ロータ
ー２とハウジング１の間にリングシール材２５を配置す
る必要がないので、ローター２の取り外しを伴う舵取り
機の分解によってリングシール材２５を交換する作業が
不要となり、舵取り機としての故障原因となる要素を削
減して信頼性の向上を図ることができる。スラスト軸受
部材２６は、ローター２の自重、ローター２に接続する
舵軸および舵板の重量を受け止めるので、ローター２お
よびハウジング１に圧密に摺接し、均圧孔２７がロータ
ー２の上下面おける圧力を均一にするので、作動油の漏
洩を十分に抑制することができ、ローター２の作動に支
障を来さない適切なシール性を確保できる。Further, according to the structure shown in FIG. 9, there is no need to dispose the ring seal member 25 between the rotor 2 and the housing 1. Therefore, the ring seal member 25 is replaced by disassembling the steering device with the removal of the rotor 2. This eliminates the need for an operation to be performed, and can reduce the factors that cause a failure as a steering device, thereby improving reliability. Since the thrust bearing member 26 receives the weight of the rotor 2 and the weight of the rudder shaft and the rudder plate connected to the rotor 2, the thrust bearing member 26 comes into sliding contact with the rotor 2 and the housing 1 in a compact manner. Therefore, leakage of hydraulic oil can be sufficiently suppressed, and appropriate sealing properties that do not hinder the operation of the rotor 2 can be secured.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、リ
ングシール材が作動油圧の変化に伴って反復的に押圧さ
れても、リングシール材のシール面の内周縁部は面取り
しているので、ローターとカバーの間隙、もしくはロー
ターとハウジングの間隙にはみ出すことはなく、疲労お
よび永久的な変形を来さず、長期にわたって安定したシ
ール性を維持することができる。しかも、カバーの環状
スリットの開口周縁部も面取りしているので、この部に
対してリングシール材が反復的に接当離間を繰り返して
もリングシール材が破損することがない。As described above, according to the present invention, the inner peripheral edge of the sealing surface of the ring seal material is chamfered even if the ring seal material is repeatedly pressed with a change in the operating oil pressure. Therefore, it does not protrude into the gap between the rotor and the cover or the gap between the rotor and the housing, does not cause fatigue and permanent deformation, and can maintain stable sealing properties for a long period of time. Moreover, since the peripheral edge of the opening of the annular slit of the cover is chamfered, the ring seal material is not damaged even if the ring seal material repeatedly comes into contact with and separates from this portion.
【００３２】また、ハウジングの底部に配置するリング
シール材に代えて、環状のスラスト軸受部材を配置し、
スラスト軸受部材の軸受面の外周縁を面取りすることに
より、作動油の漏洩を十分に抑制し、ローターの作動に
支障を来さない適切なシール性を確保することができ、
ローターとハウジングの間にリングシール材を配置する
必要がなくなり、ローターの取り外しを伴う舵取り機の
分解によってリングシール材を交換する作業が不要とな
り、舵取り機としての故障原因となる要素を削減して信
頼性の向上を図ることができる。In addition, an annular thrust bearing member is disposed in place of the ring seal member disposed at the bottom of the housing.
By chamfering the outer peripheral edge of the bearing surface of the thrust bearing member, it is possible to sufficiently suppress the leakage of hydraulic oil, and to secure appropriate sealing properties that do not hinder the operation of the rotor.
There is no need to place a ring seal material between the rotor and the housing, eliminating the need to replace the ring seal material by disassembling the steering device with the removal of the rotor, reducing the factors that may cause a failure as a steering device. Reliability can be improved.
【図１】本発明の実施の形態におけるロータリーベーン
式舵取機を示す全体断面図である。FIG. 1 is an overall sectional view showing a rotary vane type steering device according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施の形態におけるシール材の重ね合わせ状
態を示す摸式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which sealing materials are overlapped in the embodiment.
【図３】リングシール材の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a ring seal material.
【図４】縦シール材の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a vertical sealing material.
【図５】横シール材の正面図である。FIG. 5 is a front view of a horizontal sealing material.
【図６】横シール材のシール面を示す底面図である。FIG. 6 is a bottom view showing a sealing surface of a horizontal sealing material.
【図７】横シール材の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a horizontal sealing material.
【図８】本発明の他の実施の形態におけるロータリーベ
ーン式舵取機を示す全体断面図である。FIG. 8 is an overall sectional view showing a rotary vane type steering device according to another embodiment of the present invention.
【図９】同実施の形態における要部を示す拡大図であ
る。FIG. 9 is an enlarged view showing a main part in the embodiment.
【図１０】従来のロータリーベーン式舵取機を示す全体
斜視図である。FIG. 10 is an overall perspective view showing a conventional rotary vane steering device.
【図１１】同ロータリーベーン式舵取機を示す全体断面
図である。FIG. 11 is an overall sectional view showing the rotary vane type steering device.
【図１２】図１１のＡ−Ａ矢視図である。FIG. 12 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 11;
【図１３】同要部拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view of the main part.
【図１４】同要部拡大図である。FIG. 14 is an enlarged view of the main part.
【図１５】同要部拡大図である。FIG. 15 is an enlarged view of the main part.
【図１６】同要部拡大図である。FIG. 16 is an enlarged view of the main part.
【図１７】同要部拡大図である。FIG. 17 is an enlarged view of the main part.
【図１８】同要部拡大図である。FIG. 18 is an enlarged view of the main part.
【図１９】同要部拡大図である。FIG. 19 is an enlarged view of the main part.
【図２０】同要部拡大図である。FIG. 20 is an enlarged view of the main part.
１ ハウジング １ａ 環状スリット ２ ローター ３ カバー ３ａ 環状スリット ３ｅ 開口周縁部 ５ ベーン ５ａ、５ｂ 横スリット ５ｅ 縦スリット ６ セグメント ６ａ 縦スリット ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 油室 ２１ 横シール材 ２１ａ シール面 ２１ｂ、２１ｃ 側縁部 ２１ｄ、２１ｅ 角部 ２２、２３ 縦シール材 ２２ａ、２３ａ シール面 ２２ｂ、２３ｂ 両側縁部 ２２ｃ、２３ｃ 凹部 ２２ｄ、２３ｄ 凹部 ２４、２５ リングシール材 ２４ａ シール面 ２４ｂ 内周縁部 ２４ｃ 外周縁部 ２４ｄ 凹部 ２４ｅ 凹部 ２６ スラスト軸受部材 ２６ａ 軸受面 ２６ｂ 外周縁 ２７ 均圧孔 Reference Signs List 1 housing 1a annular slit 2 rotor 3 cover 3a annular slit 3e peripheral edge of opening 5 vane 5a, 5b horizontal slit 5e vertical slit 6 segment 6a vertical slit 9a, 9b, 9c, 9d oil chamber 21 horizontal sealing material 21a sealing surface 21b, 21c Side edges 21d, 21e Corners 22, 23 Vertical seals 22a, 23a Seal surfaces 22b, 23b Side edges 22c, 23c Recesses 22d, 23d Recesses 24, 25 Ring seal material 24a Seal surface 24b Inner peripheral edge 24c Outer peripheral edge 24d recess 24e recess 26 thrust bearing member 26a bearing surface 26b outer peripheral edge 27 pressure equalizing hole
フロントページの続き (72)発明者 藤井 昌一 大阪府大阪市城東区鴫野西１丁目15番１ 号パーク沢瀉 ジャパン・ハムワージ株 式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B63H 25/38 Continuation of front page (72) Inventor Shoichi Fujii 1-15-1, Shigino Nishi, Joto-ku, Osaka-shi, Osaka Park Sawaka Japan Hamworth Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B63H 25/38
Claims (4)
ーを収納してローターの周囲に油室用空間を形成するハ
ウジングと、ハウジングの上部開口に配置する環状のカ
バーとを有し、ローターの外周面の周方向に沿った等間
隔の位置に複数のベーンを配置し、ハウジングの内周面
の周方向に沿った等間隔の位置に複数のセグメントを配
置し、ベーンとセグメントによって前記油室用空間を複
数の油室に区画するロータリーベーン式舵取機におい
て、 ベーンの上下の端面に形成した横スリットに、ハウジン
グの底面およびカバーの下面に摺接する横シール材を配
置し、ベーンの先端の縁部に形成した縦スリットにハウ
ジングの内周面に摺接する縦シール材を配置し、セグメ
ントの先端の縁部に形成した縦スリットにローターの外
周面に摺接する縦シール材を配置し、ハウジングの底面
およびカバーの下面に形成した環状スリットにリングシ
ール材を配置するとともに、リングシール材を横シール
材およびセグメントの縦シール材に縁部を重ねて配置
し、 リングシール材のシール面の内周縁部を面取りし、カバ
ーの環状スリットの内周側の開口周縁部を面取りしたこ
とを特徴とするロータリーベーン式舵取機のシール構
造。1. A rotor having a rotor fitted and mounted on a rudder shaft, a housing accommodating the rotor and forming a space for an oil chamber around the rotor, and an annular cover disposed at an upper opening of the housing. A plurality of vanes are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the housing, and a plurality of segments are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the housing. In a rotary vane type steering device that partitions a room space into a plurality of oil chambers, a horizontal sealing member that slides on a bottom surface of a housing and a lower surface of a cover is disposed in a horizontal slit formed in upper and lower end surfaces of the vane, A vertical sealing material that slides on the inner peripheral surface of the housing is arranged on the vertical slit formed at the edge of the tip, and the outer peripheral surface of the rotor slides on the vertical slit formed on the edge of the segment. A seal material is arranged, a ring seal material is arranged in an annular slit formed on the bottom surface of the housing and a lower surface of the cover, and the ring seal material is arranged so that the edges overlap the horizontal seal material and the vertical seal material of the segment. A seal structure for a rotary vane type steering machine, wherein an inner peripheral edge of a sealing surface of a sealing material is chamfered, and an inner peripheral edge of an opening on an inner peripheral side of an annular slit of a cover is chamfered.
環状の凹部を形成し、横シール材およびセグメントの縦
シール材に重なるシール面の外周縁部を面取りしたこと
を特徴とする請求項１に記載のロータリーベーン式舵取
機のシール構造。2. The ring seal material according to claim 1, wherein an annular concave portion is formed in a central portion of the seal surface, and an outer peripheral edge portion of the seal surface overlapping with the horizontal seal material and the vertical seal material of the segment is chamfered. 2. The seal structure for a rotary vane steering device according to 1.
取し、シール面の中央部に環状の凹部を形成したことを
特徴とする請求項１または２に記載のロータリーベーン
式舵取機のシール構造。3. The rotary vane type rudder according to claim 1, wherein the vertical sealing material has chamfered both side edges of the sealing surface and an annular concave portion formed in a central portion of the sealing surface. Sealing structure of the machine.
ル材に代えて、ローターを受け止める環状のスラスト軸
受部材を、軸受面の外周縁を横シール材およびセグメン
トの縦シール材に重ねて設け、スラスト軸受部材を、潤
滑油を含浸したオイルレスメタル材で形成し、スラスト
軸受部材の軸受面の外周縁を面取りし、スラスト軸受部
材の外周縁部に重なる横シール材の端部の角部を面取り
したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載
のロータリーベーン式舵取機のシール構造。4. An annular thrust bearing member for receiving a rotor is provided in place of a ring seal member disposed at a bottom portion of a housing so that an outer peripheral edge of a bearing surface is overlapped with a horizontal seal material and a vertical seal material of a segment. The member was formed of an oilless metal material impregnated with lubricating oil, the outer peripheral edge of the bearing surface of the thrust bearing member was chamfered, and the corner of the end of the horizontal seal material overlapping the outer peripheral edge of the thrust bearing member was chamfered. The seal structure for a rotary vane type steering gear according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
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1998
- 1998-12-07 JP JP10346272A patent/JP3007082B1/en not_active Expired - Fee Related
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