(57)【要約】【課題】  船舶推進機用操舵装置において、簡素かつ小スペースな構成により、運転者の操舵力を効果的にアシストすること。【解決手段】  船体１内に舵取ハンドル２を設け、船体１に固定される取付ブラケット２０２に回動可能に支持される転舵軸２０５に推進ユニット２０１を固定し、舵取ハンドル２に連結された操舵ケーブル４０を転舵軸２０５に固定の操舵アーム２０６に連結してなる船舶推進機用操舵装置において、運転者が舵取ハンドル２に加える操舵力を電動モータ２４の発生トルクによりアシストする電動舵取補助装置１０を、舵取ハンドル２と操舵ケーブル４０との間に介装したもの。【選択図】  図１
2006088853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体内に舵取ハンドルを設け、船体に固定される取付ブラケットに回動可能に支持される転舵軸に推進ユニットを固定し、舵取ハンドルに連結された操舵ケーブルを転舵軸に固定の操舵アームに連結してなる船舶推進機用操舵装置において、
運転者が舵取ハンドルに加える操舵力を電動モータの発生トルクによりアシストする電動舵取補助装置を、舵取ハンドルと操舵ケーブルとの間に介装したことを特徴とする船舶推進機用操舵装置。
【請求項２】
前記電動舵取補助装置が、舵取ハンドルが接続される側の入力軸と、操舵ケーブルが接続される側の出力軸と、入力軸と出力軸の間に設けられるトルクセンサと、トルクセンサの検出トルクに応じて駆動される電動モータと、電動モータの回転軸に結合されるウォームギヤと、出力軸に結合されるとともに、ウォームギヤに噛合うウォームホイールとを単一ユニット体に内蔵したものである請求項１に記載の船舶推進機用操舵装置。
【請求項３】
前記単一ユニット体が第１〜第３のハウジングにより被包されてなり、
第１ハウジングには入力軸の上端部とトルクセンサを支持し、
第２ハウジングには出力軸の上端部と電動モータとウォームギヤとウォームホイールを支持し、
第３ハウジングには出力軸の下端部を支持した請求項２に記載の船舶推進機用操舵装置。
【請求項４】
前記電動舵取補助装置が、電動モータの駆動のための制御装置を付帯的に備える請求項１〜３のいずれかに記載の船舶推進機用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船舶推進機用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶推進機用操舵装置として、特許文献１に記載の如く、船体内に舵取ハンドルを設け、船体に固定される取付ブラケットに回動可能に支持される転舵軸に推進ユニットを固定し、舵取ハンドルに連結された操舵ケーブルを転舵軸に固定の操舵アームに連結してなる船舶推進機用操舵装置において、該操舵アームに油圧シリンダユニットを連結し、電動モータにて駆動される油圧ポンプが圧送する作動油を油圧シリンダに供給し、運転者が舵取ハンドルに加える操舵力をアシストしようとするものがある。
【特許文献１】特開平5-221385
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の船舶推進機用操舵装置では、推進ユニットの近辺に、電動モータ、油圧ポンプを伴なう油圧シリンダユニットを設ける必要があり、大きなスペースが必要になるし、給電回路だけでなく、油圧回路も必要になって煩雑である。油圧シリンダの左右の受圧面積が異なるため、左右の転舵時に電動モータの回転数を補正する必要がある。
【０００４】
本発明の課題は、船舶推進機用操舵装置において、簡素かつ小スペースな構成により、運転者の操舵力を効果的にアシストすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、船体内に舵取ハンドルを設け、船体に固定される取付ブラケットに回動可能に支持される転舵軸に推進ユニットを固定し、舵取ハンドルに連結された操舵ケーブルを転舵軸に固定の操舵アームに連結してなる船舶推進機用操舵装置において、運転者が舵取ハンドルに加える操舵力を電動モータの発生トルクによりアシストする電動舵取補助装置を、舵取ハンドルと操舵ケーブルとの間に介装したものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記電動舵取補助装置が、舵取ハンドルが接続される側の入力軸と、操舵ケーブルが接続される側の出力軸と、入力軸と出力軸の間に設けられるトルクセンサと、トルクセンサの検出トルクに応じて駆動される電動モータと、電動モータの回転軸に結合されるウォームギヤと、出力軸に結合されるとともに、ウォームギヤに噛合うウォームホイールとを単一ユニット体に内蔵したものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記単一ユニット体が第１〜第３のハウジングにより被包されてなり、第１ハウジングには入力軸の上端部とトルクセンサを支持し、第２ハウジングには出力軸の上端部と電動モータとウォームギヤとウォームホイールを支持し、第３ハウジングには出力軸の下端部を支持したものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記電動舵取補助装置が、電動モータの駆動のための制御装置を付帯的に備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
（請求項１）
(a)舵取ハンドルと操舵ケーブルとの間に電動舵取補助装置を介装したものであり、推進ユニットの近辺に余計なスペースを必要としない。
【００１０】
(b)電動モータへの給電回路だけを設け、油圧回路を必要とせず簡素である。
（請求項２）
【００１１】
(c)電動舵取補助装置が単一ユニット体からなり、入力軸を舵取ハンドルの側に、出力軸を操舵ケーブルの側に接続することにより、電動舵取補助装置を適用船舶に簡易に装備でき、各種船舶への汎用性も高い。
【００１２】
(d)運転者の操舵力をアシストする電動モータをトルクセンサの検出トルクに応じて駆動するから、運転者の操舵力を効果的にアシストできる。
【００１３】
（請求項３）
(e)第１ハウジングにトルクセンサを設け、第２ハウジングにウォームホイール等を設けたから、ウォームホイール等の付着グリースがトルクセンサの側に侵入することを回避し易い。
【００１４】
(f)第２ハウジングに出力軸の上端部を支持し、第３ハウジングに出力軸の下端部を支持したから、出力軸の上端部の軸受と下端部の軸受の距離をとり、出力軸を安定支持できる。
【００１５】
(請求項４)
(g)電動舵取補助装置が、電動モータの駆動のための制御装置を付帯的に備えるから、電動舵取補助装置及び制御装置を適用船舶に簡易に装備でき、各種船舶への汎用性も高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は船舶推進機用操舵装置が適用された船舶を示す平面図、図２は電動舵取補助装置と操舵ケーブルの連結部を示す平面図、図３は操舵アームと操舵ケーブルの連結部を示す平面図、図４は電動舵取補助装置を示す正面図、図５は図４のV−V線に沿う断面図、図６は図４のVI−VI線に沿う断面図である。
【実施例】
【００１７】
操舵装置１００は、船体１内に舵取ハンドル２を設け、運転者が舵取ハンドル２に加える操舵力を電動舵取補助装置１０、操舵ケーブル４０を介して、船外機２００の推進ユニット２０１に伝えるものである。
【００１８】
操舵装置１００は、図１、図２に示す如く、船体１内に電動舵取補助装置１０を設置し、電動舵取補助装置１０の入力軸２１に接続具１０１を介して舵取ハンドル２を接続し、電動舵取補助装置１０の出力軸２２に接続具１０２を介して接続したピニオン５１Ａを船体１内に固定してあるギヤボックス５０に挿入し、ピニオン軸５１Ａの挿入端に設けたピニオン５１に噛合うラックバー５２をギヤボックス５０内で往復動自在に支持する。
【００１９】
船外機２００は、図１、図３に示す如く、船体１の船尾版に固定されるクランプブラケット２０２にチルト管２０３を介してスイベルブラケット２０４を傾動可能に支持し、スイベルブラケット２０４に回動可能に支持される転舵軸２０５に推進ユニット２０１を固定している。
【００２０】
ここで、操舵ケーブル４０は、インナケーブル４１をアウタチューブ４２内に挿通した、押し引き双方に高度の荷重伝達性を有する公知のプッシュプルケーブルであり、アウタチューブ４２の一端部はギヤボックス５０に固定され、アウタチューブ４２の他端部はクランプブラケット２０２に設けたチルト管２０３に固定される。インナケーブル４１の一端部はギヤボックス５０に導入されてラックバー５２に連結され、インナケーブル４１の他端部はチルト管２０３に摺動自在に挿入されているスライドロッド４３の挿入端に連結され、チルト管２０３から外方に突出しているスライドロッド４３の突出端をジョイントロッド４４を介して操舵アーム２０６に連結している。操舵アーム２０６は転舵軸２０５に一体である。
【００２１】
しかるに、電動舵取補助装置１０は、運転者が舵取ハンドル２に加える操舵力を電動モータ２４の発生トルクによりアシストする。従って、運転者が舵取ハンドル２に加えた左右いずれかの操舵力は、伝送舵取補助装置１０によりアシストされた状態でピニオン５１、ラックバー５２を介して操舵ケーブル４０のインナケーブル４１に伝わる。操舵ケーブル４０のインナケーブル４１に伝えられた操舵力は、スライドロッド４３、ジョイントロッド４４を介して船外機２００の操舵アーム２０６に伝わり、ひいては転舵軸２０５を介して推進ユニット２０１を転舵する。
【００２２】
そして、電動舵取補助装置１０は、図４〜図６に示す如く、第１〜第３のハウジング１１〜１３に被包される単一ユニット体１０Ａにて構成され、このユニット体１０Ａに入力軸２１、出力軸２２、トルクセンサ２３、電動モータ２４、ウォームギヤ２５、ウォームホイール２６を内蔵する。
【００２３】
電動舵取補助装置１０は、舵取ハンドル２が接続具１０１によって接続される入力軸２１の上端部を軸受３１により第１ハウジング１１に支持し（図５）、ピニオン５１Ａが接続具１０２によって接続される出力軸２２の上下端部を上下の軸受３２Ａ、３２Ｂにより第２ハウジング１２と第３ハウジング１３に支持している（図５）。入力軸２１は接続具１０１との接続用セレーション２１Ａを上端外周部に備え、出力軸２２は接続具１０２との接続用セレーション２２Ａを下端外周部に備える。入力軸２１の中空部にはトーションバー２７が挿入され、トーションバー２７の一端は入力軸２１に連結ピン２７Ａで連結され、出力軸２２の中空部にはトーションバー２７の他端が挿入されてセレーション結合される。
【００２４】
トルクセンサ２３は、図５に示す如く、入力軸２１と出力軸２２に係合している円筒状のコア２３Ｃを囲む２個の検出コイル２３Ａ、２３Ｂを第１ハウジング１１に設けている。コア２３Ｃは、出力軸２２のガイドピン２３Ｄに係合する縦溝２３Ｅを備えて軸方向にのみ移動可能とされるとともに、入力軸２１のスライダピン２３Ｆに係合するスパイラル溝２３Ｇを備える。これにより、舵取ハンドル２に加えた操舵トルクが入力軸２１に付与され、トーションバー２７の弾性ねじり変形により、入力軸２１と出力軸２２の間に回転方向の相対変位を生ずると、入力軸２１と出力軸２２の回転方向の変位がコア２３Ｃを軸方向に変位させるものになり、このコア２３Ｃの変位による検出コイル２３Ａ、２３Ｂの周辺の磁気的変化に起因する検出コイル２３Ａ、２３Ｂのインダクタンスが変化する。即ち、コア２３Ｃが入力軸２１の側へ移動すると、コア２３Ｃが近づく方の検出コイル２３Ａのインダクタンスが増加し、コア２３Ｃが遠ざかる方の検出コイル２３Ｂのインダクタンスが減少し、このインダクタンスの変化により操舵トルクを検出できる。
【００２５】
電動モータ２４は、取付ボルト２８により第２ハウジング１２に取付け支持され、不図示のコントローラにより、トルクセンサ２３の検出トルクに応じて駆動される。電動モータ２４の回転軸２４Ａには継手２４Ｂによりウォームギヤ２５が結合され、ウォームギヤ２５に噛合うウォームホイール２６を出力軸２２に固定してある。ウォームギヤ２５は、図６に示す如く、左右の軸受４１、４２により第２ハウジング１２に両端支持される。ウォームホイール２６は、第２ハウジング１２の内部で、出力軸２２における上側軸受３２Ａの直下にて該出力軸２２に固定される。
【００２６】
電動モータ２４の回転軸２４Ａとウォームギヤ２５を結合する継手２４Ｂは、両者の嵌合間隙に弾性リングからなるトルクリミッタ２４Ｃを介装している（図６）。トルクリミッタ２４Ｃは、電動舵取補助装置１０の通常使用トルクでは回転軸２４Ａと継手２４Ｂを結合し続け、異常トルクではスリップさせ、電動モータ２４のトルクを継手２４Ｂの側に伝達させない。
【００２７】
従って、電動舵取補助装置にあっては、第１ハウジング１１に入力軸２１の上端部とトルクセンサ２３を支持し、第２ハウジング１２に出力軸２２の上端部と電動モータ２４とウォームギヤ２５とウォームホイール２６を支持し、第３ハウジング１３に出力軸２２の下端部を支持し、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２を取付ボルト１４により締結し、第２ハウジング１２と第３ハウジング１３を取付ボルト１５により締結して一体のユニット体１０Ａを構成する（図５）。第１ハウジング１１における軸受３１の上部開口部にはオイルシール３３が封着され、第３ハウジング１３における軸受３２Ｂの下部開口部にはオイルシール３４が封着される（図５）。
【００２８】
尚、電動舵取補助装置１０は、電動モータ２４の駆動のための制御装置（ＥＣＵ）６０を付帯的に備え、単一ユニット体１０Ａの側傍に制御装置６０を設置する。制御装置６０は、トルクセンサ２３等からの入力信号に基づいて電動モータ２４への供給電力を決定し、この決定値に基づき電源を含む外部駆動装置を介して電動モータ２４を駆動する。
【００２９】
電動舵取補助装置１０によれば、舵取ハンドルに加えた操舵トルクをトルクセンサ２３により検出し、ＥＣＵ６０がその検出トルクにより電動モータ２４を駆動し、電動モータ２４の発生トルクをウォームギヤ２５、ウォームホイール２６を介して出力軸２２に伝える。これにより、電動モータ２４の発生トルクを運転者が舵取ハンドル２に加える操舵力に対するアシスト力として用いるものになる。
【００３０】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)舵取ハンドル２と操舵ケーブル４０との間に電動舵取補助装置１０を介装したものであり、推進ユニット２０１の近辺に余計なスペースを必要としない。
【００３１】
(b)電動モータ２４への給電回路だけを設け、油圧回路を必要とせず簡素である。
【００３２】
(c)電動舵取補助装置１０が単一ユニット体１０Ａからなり、入力軸２１を舵取ハンドル２の側に、出力軸２２を操舵ケーブル４０の側に接続することにより、電動舵取補助装置１０を適用船舶に簡易に装備でき、各種船舶への汎用性も高い。
【００３３】
(d)運転者の操舵力をアシストする電動モータ２４をトルクセンサ２３の検出トルクに応じて駆動するから、運転者の操舵力を効果的にアシストできる。
【００３４】
(e)第１ハウジング１１にトルクセンサ２３を設け、第２ハウジング１２にウォームホイール２６等を設けたから、ウォームホイール２６等の付着グリースがトルクセンサ２３の側に侵入することを回避し易い。
【００３５】
(f)第２ハウジング１２に出力軸２２の上端部を支持し、第３ハウジング１３に出力軸２２の下端部を支持したから、出力軸２２の上端部の軸受３２Ａと下端部の軸受３２Ｂの距離をとり、出力軸２２を安定支持できる。
【００３６】
(g)電動舵取補助装置１０が、電動モータ２４の駆動のための制御装置６０を付帯的に備えるから、電動舵取補助装置１０及び制御装置を適用船舶に簡易に装備でき、各種船舶への汎用性も高い。
【００３７】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は船舶推進機用操舵装置が適用された船舶を示す平面図である。
【図２】図２は電動舵取補助装置と操舵ケーブルの連結部を示す平面図である。
【図３】図３は操舵アームと操舵ケーブルの連結部を示す平面図である。
【図４】図４は電動舵取補助装置を示す正面図である。
【図５】図５は図４のV−V線に沿う断面図である。
【図６】図６は図４のVI−VI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  船体
２  舵取ハンドル
１０  電動舵取補助装置
１０Ａ  単一ユニット体
１１  第１ハウジング
１２  第２ハウジング
１３  第３ハウジング
２１  入力軸
２２  出力軸
２３  トルクセンサ
２４  電動モータ
２５  ウォームギヤ
２６  ウォームホイール
４０  操舵ケーブル
６０  制御装置
２００  船外機（船舶推進機）
２０１  推進ユニット
２０２  クランプブラケット（取付ブラケット）
２０５  転舵軸
２０６  操舵アーム
【図１】
2006088853.tif 000003
【図２】
2006088853.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006088853.tif 000006
【図５】
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【図６】
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