(57)【要約】      （修正有）【課題】小型船舶のパワーステアリング装置において、操舵トルクを検出するトルクセンサの検出精度を高めるため、ハンドルへ加わる衝撃荷重により検出精度に大きな影響を受けにくいトルクセンサの配置にする。【解決手段】共通ベース２８の上に、電動アシスト装置２６及びヘルムポンプ２７を並列配置し、電動アシスト装置２６の入力軸２５と出力軸３３を同軸に配置し、それぞれをベアリング６８、６９でギヤケース６７に支持させる。入力軸２５はジョイント軸２２を介してハンドル軸へ連結する。入力軸２５の周囲には磁気センサであるトルクセンサ３０がベアリング６４を介して配置され、ギヤケース６７上へボルト止めされる。ハンドルから入力軸２５へ加えられる衝撃荷重は軸方向に抜け、直接トルクセンサ３０へ加わらない。このため、トルクセンサにおける衝撃荷重の影響を少なくして検出精度を高めることができる。【選択図】図７
2011073614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体後部に水平方向へ回動可能に配置された舵取り手段と、
この舵取り手段を油圧駆動するため運転席のハンドル操作で油圧を発生するポンプ装置と、
ハンドル操作による操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセンサが検出したトルクに基づいてアシスト力を発生する電動アシスト装置とを備えた、小型船舶用パワーステアリング装置において、
前記電動アシスト装置の入力軸をハンドル軸へ連結するとともに、
前記トルクセンサは、前記入力軸の周囲へ配置し、ハンドルから入力軸へ加わる軸方向の衝撃荷重がトルクセンサの検出部へ直接加わらないようにしたことを特徴とする小型船舶用パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記トルクセンサは、前記操舵トルクにより前記電動アシスト装置の入力軸と出力軸間の捩れを磁気的に検出することを特徴とする請求項１に記載した小型船舶用パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記トルクセンサは、前記入力軸の周囲へ軸受けを介して配置され、前記電動アシスト装置へ固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載した小型船舶用パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記電動アシスト装置は、筒状のホルダを介してインパネに支持され、前記トルクセンサは前記ホルダの内部へ配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載した小型船舶用パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記電動アシスト装置は、入力軸と出力軸が同軸上に位置し、それぞれ軸受けを介して前記電動アシスト装置のギヤケースへ支持されるとともに、
前記トルクセンサの軸受けは、前記入力軸の軸受けの上方に位置することを特徴とする請求項３又は４に記載した小型船舶用パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、小型船舶用の操舵装置に係り、特に電動アシスト付のパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機等の動力推進を備えたボート等の小型船舶用において、操舵装置にパワーステアリング装置を設けたものが公知である。
この一例として、船室の計器等を取付けるインパネにハンドルを回転自在に支持するとともに、ハンドルのハンドル軸にパワーステアリング装置と油圧ポンプ装置を直列に取付け、アシスト出力で油圧ポンプ装置を駆動して油圧を発生し、この油圧により船外機を回動させて操舵するものがある（特許文献１参照）。
このパワーステアリング装置は、電動モータにより駆動されるウォームギヤと、これに噛み合ってハンドル軸を回転させるウォームホイールとを備えた電動アシスト装置であり、ハンドルに手動で加えられる操舵トルクをトルクセンサで検出し、この検出値に基づいて適切なアシスト力を加えるように電動モータを制御している。
油圧ポンプ装置はヘルムポンプであり、斜板式アキシャルピストンポンプとして構成され、電動アシスト装置の出力に応じた油圧を発生するようになっている。
さらに、ハンドルはインパネに対する傾斜角度を調節自在にするチルト機構を備えたものが公知である（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３１３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−４３７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のトルクセンサは、操舵トルクに応じてハンドル軸に連なる入力軸上を軸方向へ移動するトルクリングと、このトルクリングから突出するトルクピンと、このトルクピンが摺動するトルクセンサの検出部とを備え、トルクピンがトルクセンサの検出部を摺動することにより、トルクピンの位置から操舵トルクを検出するものであるから、トルクピンとトルクセンサの検出部が直接接触する形式になっているため、ハンドル軸へ加わった衝撃がトルクセンサの検出部へ伝達されやすくなる。
しかし、トルクセンサは精密な装置であり、検出部へ衝撃荷重が加わると検出値の誤差が大きくなって、正確なアシストが困難になる。しかも、ボートなどの小型船舶に用いられたトルクセンサは、波等により大きな衝撃が加わり易い環境にある。そこで、このような環境でもトルクセンサの検出精度を高めることが求められる。
本願は、この要望の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため小型船舶用パワーステアリング装置に係る請求項１の発明は、
船体後部に水平方向へ回動可能に配置された舵取り手段と、
この舵取り手段を油圧駆動するため運転席のハンドル操作で油圧を発生するポンプ装置と、
ハンドル操作による操舵トルクを検出するトルクセンサと、このトルクセンサが検出したトルクに基づいてアシスト力を発生する電動アシスト装置とを備えた、小型船舶用パワーステアリング装置において、
前記電動アシスト装置の入力軸をハンドル軸へ連結するとともに、
前記トルクセンサは、前記入力軸の周囲へ配置し、ハンドルから入力軸へ加わる軸方向の衝撃荷重がトルクセンサの検出部へ直接加わらないようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記トルクセンサが、前記操舵トルクにより前記電動アシスト装置の入力軸と出力軸間の捩れを磁気的に検出することを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は上記請求項１又は２のいずれかにおいて、トルクセンサは、前記入力軸の周囲へ軸受けを介して配置し、前記電動アシスト装置へ固定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は上記請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電動アシスト装置が筒状のホルダを介してインパネに支持され、前記トルクセンサは前記ホルダの内部へ配置されることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の発明は上記請求項３又は４のいずれかにおいて、前記電動アシスト装置は、入力軸と出力軸が同軸上に位置し、それぞれ軸受けを介して前記電動アシスト装置のギヤケースへ支持されるとともに、
前記トルクセンサの軸受けは、前記入力軸の軸受けの上方に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、電動アシスト装置の入力軸をハンドル軸へ連結するとともに、
前記トルクセンサは、前記入力軸の周囲へ配置し、ハンドルから入力軸へ加わる軸方向の衝撃荷重がトルクセンサの検出部へ直接加わらないようにしたので、ハンドルから入力軸へ軸方向の衝撃荷重が加わっても、この衝撃荷重は入力軸の軸方向へ抜け、トルクセンサの検出部へ直接加わらないので、トルクセンサの衝撃荷重による影響を避け、トルクセンサの検出精度を高めることができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、トルクセンサが、操舵トルクにより電動アシスト装置の入力軸と出力軸間の捩れを磁気的に検出するので、トルクセンサの検出部と入力軸の間に衝撃荷重が加わりにくいように配置できる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、トルクセンサは、入力軸の周囲へ軸受けを介して配置され、電動アシスト装置へ固定されるので、トルクセンサは入力軸と間接的に接触し、入力軸の衝撃荷重は直接トルクセンサの検出部へ加わらない。また、入力軸を支持する電動アシスト装置へトルクセンサを固定することで、トルクセンサの検出部と入力軸間の位置関係を一定にできる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、電動アシスト装置をインパネに支持する筒状のホルダ内部へトルクセンサを配置したので、ホルダによってトルクセンサをガードできる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、電動アシスト装置は、入力軸と出力軸が同軸上に位置し、それぞれ軸受けを介して電動アシスト装置のギヤケースへ支持されるとともに、トルクセンサの軸受けを入力軸の軸受けの上方に位置させたので、トルクセンサの検出部を入力軸の最も振れの少ない部位に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本願発明の適用された動力付小型ボートの概略平面図
【図２】インパネに対する操舵油圧発生ユニットの取付状態を示す図
【図３】チルト機構の拡大断面図
【図４】操舵油圧発生ユニットの外観斜視図
【図５】操舵油圧発生ユニットの側面図
【図６】操舵油圧発生ユニットの底面図
【図７】操舵油圧発生ユニットの中心線Ｃ、Ｃ１及びＣ２に沿う縦断面図
【図８】図７の一部を拡大した断面図
【図９】図２の９−９線断面図
【図１０】ヘルムポンプの縦断面図
【図１１】共通ベースの平面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて一実施形態を説明する。
図１は本願発明の適用された動力付小型ボートの平面図である。以下の説明において、前後・左右・上下とは、船体の直進時状態を基準とし、進行方向を前方、進行方向に向かって左右を左右方向とする。
船体の中央には船室１が設けられ、その底部は船底２になっている。船室１の前部にはインパネ３が設けられ、ここにチルト機構４を介してハンドル５が回転自在に、かつ傾斜角度を調節自在に支持されている。ハンドル５は輪状のステアリングホイールである。ハンドル５及びインパネ３の近傍かつ後方で、船室１の右前方位置は運転席になっている。ハンドル５の位置は比較的低く、その結果、運転席も低い位置に設けられ、低重心化を実現している。
【００１７】
ハンドル５のハンドル軸（後述）はパワーステアリング装置である操舵油圧発生ユニット６に接続し、ハンドル５の回動量に応じた油圧を発生する。操舵油圧発生ユニット６からは右転向用配管７Ｒ及び左転向用配管７Ｌを介して、ハンドル５の回転方向に応じていずれか一方側に油圧が右転向用配管７Ｒ又は左転向用配管７Ｌのいずれかに与えられる。
【００１８】
右転向用配管７Ｒ又は左転向用配管７Ｌの後端は、船体後端部に設けられた操舵シリンダ８へ接続される。操舵シリンダ８にはピストン１０により右室１１Ｒと左室１１Ｌに区画され、右室１１Ｒには右転向用配管７Ｒが接続され、左室１１Ｌには左転向用配管７Ｌが接続されている。
【００１９】
ピストン１０は操舵シリンダ８を軸方向に貫通して軸方向へ進退移動自在のピストンロッド１２と一体化されている。ピストンロッド１２の操舵シリンダ８の一端側から突出している一端部にはリンク１３の一端が取付けられ、リンク１３の他端はステアリングアーム１４の前端へ取付けられている。ステアリングアーム１４の後端は船外機１５へ一体化されている。
【００２０】
船外機１５はエンジンを内蔵する公知の舵取り手段であり、垂直方向のスイベルシャフト１６を中心に水平方向へ揺動自在であり、かつ水平軸１７を中心に船外機１５を上下へ揺動自在である。１８はプロペラである。但し、本願の舵取り装置は、このようなエンジン付きの船外機１５ではなく、舵取り専用の部材であってもよい。
【００２１】
ハンドル５を右に回すと、操舵油圧発生ユニット６からアシスト駆動により加圧された油圧が右転向用配管７Ｒから右室１１Ｒへ入り、ピストン１０を左へ移動させる。このピストン１０の移動により縮小される左室１１Ｌの作動油は左転向用配管７Ｌより操舵油圧発生ユニット６へ戻されると同時に、ピストンロッド１２は左へ伸び出し、リンク１３がステアリングアーム１４の先端側を左側へ引っ張るので、ステアリングアーム１４と一体の船外機１５はスイベルシャフト１６を中心にして反時計回りに回動し、船体を右方へ旋回するように転舵する。
【００２２】
逆に左側へ転舵するときは、上記と逆操作する。なお、操舵油圧発生ユニット６は電動アシスト装置を備えるので、ハンドル５を回動すると、操舵油圧発生ユニット６による油圧は、ハンドル５に対する入力よりも大きなものとなる。
【００２３】
図２はインパネ３に対する操舵油圧発生ユニット６の取付状態を示す断面図である。
ハンドル５はそのボス２０がインパネ３の上面へチルト機構４を介して取付けられている。チルト機構４はハンドル５の中心から下方へ延びるハンドル軸２１と操舵油圧発生ユニット６に接続するジョイント軸２２とをボールジョイント２３で連結することにより、ハンドル５の中心線Ｃがインパネ３に対して左右方向の水平軸線Ｌの回りに紙面の表裏方向へ傾動自在であり、ハンドル５のインパネ３に対する傾斜角度を運転者の好みに応じて調節自在になっている。
【００２４】
ジョイント軸２２はインパネ３の通し穴３ａを上下に貫通し、上端はボールジョイント２３へ連続し、下端はジョイント２４を介して操舵油圧発生ユニット６の入力軸２５へ連結されている。
操舵油圧発生ユニット６は電動アシスト装置２６とヘルムポンプ２７とを並列配置して共通ベース２８上に一体化したものであり、電動アシスト装置２６の入力部が入力軸２５になっている。ヘルムポンプ２７は公知の斜板式アキシャルピストンポンプである。
【００２５】
電動アシスト装置２６は入力軸２５へ加えられたハンドル５の手動操舵トルクに対して、このトルクを電動アシスト装置２６の上部へ取付けられたトルクセンサ３０で検出し、これをＥＣＵ３１にて演算処理して、電動アシスト装置２６を構成する電動モータ３２を駆動することにより、アシスト力を手動操舵トルクに加えて合成した操舵力（以下、単に操舵力という）を出力軸３３へ回転出力する。出力軸３３及び入力軸２５はそれぞれ電動アシスト装置２６の回転軸である。
【００２６】
ＥＣＵ３１は伝動機構３４を介して操舵力をヘルムポンプ２７へ伝達し、ヘルムポンプ２７から適切な油圧を発生する。例えば、入力トルクと発生すべきアシスト力とを関連させた制御マップを備え、この制御マップをルックアップすることにより、操舵状況に応じた適切なアシスト力を決定し、ドライバ３９（図９）に指令して電動モータ３２を駆動させるようにする。
なお、プロペラ１８が一つだけの単軸形式の場合は、船体１がプロペラ１８の回転方向へまがる傾向を有するため、予め右回転と左回転で発生するアシスト力に差がでるようにプログラムしておくこともできる。
【００２７】
電動アシスト装置２６は、金属等の剛体製であるアッパーホルダ３５及びロアホルダ３６を介してインパネ３へ吊り下げ状に支持されている。アッパーホルダ３５は上下にフランジ３５ａ，３５ｂを備え、上端のフランジ３５ａはインパネ３の下面へ当接して取付けられる。下端のフランジ３５ｂはロアホルダ３６の上端に設けられたナット部を有するボス３６ａに重ねられ、ボルト３７により上方から締結される。ヘルムポンプ２７の高さは、上端部が、電動アシスト装置２６へ取付けられた状態にあるロアホルダ３６の上端部位置よりも低い位置になるように設定され、インパネ３の下方へ配置され、かつここで右転向用配管７Ｒ及び左転向用配管７Ｌに接続できるようになっている。
【００２８】
それぞれ筒状をなすアッパーホルダ３５とロアホルダ３６の連結部は、ジョイント２４と重なる位置にある。ロアホルダ３６の各端部はボス３６ｂにより上方からボルト３８で電動アシスト装置２６の上面へ締結されている。ロアホルダ３６の側面には複数カ所に開口部３６ｃが形成され、ロアホルダ３６の肉抜き軽量化とともに、内部のトルクセンサ３０へのハーネス接続を可能にしている。ジョイント２４と重なる位置にも開口部３６ｃが位置し（図５参照）、ここからジョイント２４のボルトを着脱操作できる。
【００２９】
次に、チルト機構４について図３により詳細に説明する。チルト機構４はチルトフレーム４０と、この周囲を覆う防塵・防水用のラバーブーツ４１を備える。チルトフレーム４０は左右の互いに平行する縦壁部４０ａと、各ソケット４２の上端間を連結する頂部４０ｂとを備え、頂部４０ｂには、ハンドル軸２１を上下方向に通す長穴４０ｃが設けられている。長穴４０ｃは紙面の表裏方向へ長くなっており、ハンドル軸２１が傾斜角度を調節するため、紙面の表裏方向へ揺動することを許容する。
【００３０】
各チルトフレーム４０の下端にはフランジ４０ｄが設けられ、インパネ３の上面へ当接し、ボルト等（図示省略）で固定される。このとき、インパネ３の下面にアッパーホルダ３５のフランジ３５ａを当接して縦壁部４０ａと共締めで取付けることができる。この場合には、アッパーホルダ３５、ひいては操舵油圧発生ユニット６がインパネ３を介してチルト機構４に吊り下げ支持されていることにもなる。
【００３１】
ボールジョイント２３はソケット４２とボール４３とを備え、ソケット４２はジョイント軸２２の上端部を嵌合し、ボルト４４で一体化される連結部４２ａとボール４３を摺動自在に支持する球面受部４２ｂを有する。
ボール４３は外周部の球面部が球面受部４２ｂへ摺動自在に支持されるとともに、中心部には、ハンドル軸２１の各端部が嵌合し、ボール４３及びソケット４２と共に、中心線Ｃと直交する水平軸線Ｌに沿うチルト軸４５により連結一体化され、中心線Ｃの軸回りへ一体回転可能かつチルト軸４５の回りにボール４３及びハンドル軸２１が回動自在になっている。
【００３２】
このため、ハンドル軸２１とチルトフレーム４０の間に設けた傾斜角度調節用のロック部材（図示省略）を操作してアンロックとすれば、ハンドル軸２１をチルト軸４５の回りに回動させることができ、好みの回動角でロック部材によりロックして回動位置を固定することにより、ハンドル軸２１の傾斜角度を自在に調節できる。なお、チルト機構４自体はこの例に限らず公知の種々な機構を利用できる。
【００３３】
次に、操舵油圧発生ユニット６について詳細に説明する。
図４は操舵油圧発生ユニット６の外観斜視図、図５は側面図、図６は底面図、図７は中心線Ｃに沿う縦断面図、図８はトルクセンサ部分を詳細に説明する拡大図である。
図４及び７に明らかなように、操舵油圧発生ユニット６は入力軸２５の軸線であるアシスト装置中心軸線Ｃ１とヘルムポンプ２７における回転軸であるポンプ軸４６の軸線であるポンプ中心軸線Ｃ２が平行するよう並列配置されて一体化されたユニットであり、ジョイント軸２２へ加えられたハンドル５の手動入力トルクを電動アシスト装置２６のアシスト力で増力した操舵力とし、これに対応する油圧をヘルムポンプ２７の上部に設けられた吐出口４７Ｒ又は４７Ｌから吐出するようになっている。
【００３４】
吐出口４７Ｒは右転向用配管７Ｒへ接続し、吐出口４７Ｌは左転向用配管７Ｌへ接続している（図１参照）。
なお、ポンプ軸４６は出力軸３３と平行である。出力軸３３は入力軸２５及びジョイント軸２２と同軸であり、入力軸２５及び出力軸３３のアシスト装置中心軸線Ｃ１はハンドル５の中心線Ｃと一致する。
【００３５】
４８は伝動機構３４をスカート状に囲む伝動カバーであり、金属・樹脂等の適宜材料からなり、上部を共通ベース２８へ取付けられ、下方が開放されている（図５及び６は伝動カバー４８を省略してある）。この伝動カバー４８を設けることにより、伝動機構３４を露出させないようにできるため、電動アシスト装置２６とヘルムポンプ２７を伝動機構３４で接続することが可能になった。
【００３６】
図６及び７に明らかなように、本例における伝動機構３４はギヤ機構として構成され、出力軸３３に取付けられた駆動ギヤ５０とポンプ軸４６の取付けられた従動ギヤ５１で構成されて互いに噛み合っている。
このギヤ機構の変速比（駆動ギヤ５０のギヤ数／従動ギヤ５１のギヤ数）は１より大きく、出力軸３３の回転出力を増速してポンプ軸４６へ伝達する。なお、変速比は１より大きな増速できるものであれば、その比は任意に設定できる。
【００３７】
このようにすることにより、ヘルムポンプ２７のポンプ効率を向上させて操舵レスポンスを向上させることができる。すなわち、ヘルムポンプ２７は後述するようにアキシャルピストンによる圧油の吐出回数が多いほどポンプ効率が高くなり、アキシャルピストンによる圧油の吐出回数は、ポンプ軸４６の回転を速くすることにより実現される。したがって、電動アシスト装置２６から出力される操舵力を増速してポンプ軸４６へ伝達すれば、ポンプ軸４６の回転を早くしてポンプ効率を高めることができる。その結果、舵取り手段である船外機１５の転舵動作が迅速になり、レスポンス性の良い操舵が可能になるので、頻繁かつ迅速な操舵が必要な船舶の操舵装置に好適なものとなる。
そのうえ、伝動機構３４をギヤ機構としてギヤ列で構成したので、ポンプ装置へ操舵力を正確かつ迅速に伝達できる。
【００３８】
なお、伝動機構３４のギヤ機構には、必要によりアイドルギヤを加えて軸間距離の変化に対応させつつもコンパクトにすることができる。また、多段のギヤ列にして変速比をより大きくさせることもできる。また、伝動機構３４はギヤ機構に限らず種々の公知伝動機構が可能である
【００３９】
電動アシスト装置２６とヘルムポンプ２７は共通ベース２８上に並列配置され、伝動機構３４はボルト２８の下方に配置される。このようにすることにより、共通ベース２８により電動アシスト装置２６，ヘルムポンプ２７及び伝動機構３４をコンパクトに一体化できる、また、伝動機構３４で出力軸３３の回転出力をポンプ軸４６へ伝達するようにしたので、ヘルムポンプ２７のレイアウトにおける自由度が増大し、配置方向により出力機構に影響が出やすいヘルムポンプ２７をその性能上適正姿勢で配置できる。
そのうえ、ポンプ軸４６と電動アシスト装置の出力軸３３とを平行に配置したので、各軸を連結する伝動機構３４の構造が簡単になる。
また、電動アシスト装置２６の出力軸３３を挟んで電動モータ３２とポンプ装置２７を左右に配置したので、電動アシスト装置２６の上部を出力軸３３の上方でインパネ３に支持させたとき、左右の重量バランスをとりやすくなり、パワーステアリング装置をインパネに安定して吊り下げ支持できる。
【００４０】
しかも、操舵油圧発生ユニット６は、電動アシスト装置２６とヘルムポンプ２７を共通ベース２８上に並列配置して一体化したユニットであるから、操舵油圧発生ユニット６の長さ（アシスト装置中心軸線Ｃ１方向の長さ）は、せいぜい電動アシスト装置２６とジョイント軸２２の合計長さ程度であり、電動アシスト装置２６とヘルムポンプ２７を直列にした場合の長さの略１／２程度に短くなる。このため、インパネ３の下方における配置スペースは比較的小さくなり、船底２とインパネ間の距離を短くすることができる。その結果、寸法的に制約の多いインパネ３下方のスペースへ自由度の高い配置が可能になるとともに、運転席を低くして低重心化が可能になるので、波を受けて揺れても船体を安定化し易くなる。
【００４１】
また、操舵油圧発生ユニット６は並列配置により、軸方向が短くなるものの幅方向に広がることになる。しかし、インパネ３の下方における配置スペースは、高さ方向以外の左右方向及び前後方向において比較的余裕があるので、並列配置によりこのスペース内へ配置できるようになり、レイアウトの自由度を増大させることができる。
そのうえ、操舵油圧発生ユニット６は全体がユニット化しているため、電動アシスト装置２６をアッパーホルダ３５及びロアホルダ３６を介してインパネ３に支持させることでユニット全体の支持ができる。
【００４２】
次に、電動アシスト装置２６について、図７とその一部の拡大断面図である図８及び図２の９−９線断面である図９に基づいてより詳細に説明する。
図７及び８に示すように、入力軸２５は中空軸であり、その軸穴内にトーションバー６０が長手方向を軸方向と一致させて配置されている。トーションバー６０の上端部６０ａはピン６１により入力軸２５の上端部と一体化されている。入力軸２５の上端部はセレーションによりジョイント２４と結合一体化され、軸回りに一体回転する。
【００４３】
トーションバー６０の下端部６０ｂは出力軸３３の上端部３３ａに形成された行き止まり状の軸穴３３ｂに嵌合され、セレーション結合で上端部３３ａと一体化されている。
上端部３３ａは入力軸２５の下端部外周へ外嵌し、相対的に回動可能になっている。このため、ハンドル５へ加えられた手動操舵力と出力軸３３のヘルムポンプ２７側から加わる負荷との間にトルク差が生じ、入力軸２５と出力軸３３は相対回転してトーションバー６０が捩れる。そこでこの捩れ量をトルクセンサ３０が検出することにより、必要なトルクを検出することができる。
【００４４】
出力軸３３の外周には、ウォームホイール６５が一体回転可能に取付けられている。このウォームホイール６５は電動モータ３２で駆動されるウォームギヤ６６（図９）と噛み合っている。
ウォームホイール６５及びウォームギヤ６６を収容するギヤケース６７は、ベアリング６８，６９で出力軸３３の外周に支持される。
【００４５】
図８に示すように、トルクセンサ３０は入力軸２５と出力軸３３の間に設けられ、ボス６２でボルト６３により電動アシスト装置２６の上部へ固定されている公知の磁気センサである。このトルクセンサ３０は、検出部として上下２段に配置されたコイル３０ａ、３０ｂを備える。コイル３０ａ、３０ｂはそれぞれトルクセンサ３０の入力軸２５を囲む筒部３０ｃのボビン３０ｄ上に周方向に巻回され、これらの内側に近接して対向配置されていコア５２の位置により電圧が変化するようになっている。
【００４６】
コア５２は環状のアルミ合金からなり、トルクリング５３の外周部へ一体化されている。トルクリング５３は筒状をなして入力軸２５の上を軸方向へ摺動着脱自在であり、その外周壁に螺旋溝５４と軸方向の縦溝５５が設けられ、螺旋溝５４には入力軸２５に圧入一体化されて径方向外方へ突出するトルクピン５６が嵌合し、縦溝５５には出力軸３３の上端部３３ａに圧入一体化されて径方向外方へ突出するガイドピン５７が嵌合している。
また、トルクリング５３はコイルスプリング５８により上方へ移動付勢され、トルクピン５６は螺旋溝５４の中央に位置している（中立時）。
【００４７】
ハンドルから入力軸２５へ操舵トルクが加えられると、入力軸２５と一体のトルクピン５６によりトルクリング５３は入力軸２５の回りに回動しようとするが、出力軸３３と一体のガイドピン５７により回動が阻止される。ガイドピン５７は縦溝５５内に嵌合し、ガイドピン５７とトルクリング５３の軸方向における相対移動を許容する。
そこで、トルクリング５３はコイルスプリング５８に抗して軸方向下方へ移動する。この移動量はトーションバー６０の捩れ量に比例するため、コイル３０ａ及び３０ｂにおける電圧変化でコア５２の移動量を検出し、これをトルク量に換算することで操舵トルクを検出できる。
【００４８】
トルクセンサ３０はベアリング６４を介して入力軸２５の外周に配置され、間接的に入力軸２５に接触している。しかし、検出部であるコイル３０ａ及び３０ｂはコア５２並びにトルクリング５３に対して非接触である。このため入力軸２５の軸方向に加わる衝撃荷重を軸方向へ抜けさせてトルクセンサ３０の検出部へ直接加わらないように逃がす構造になっている。このような入力軸２５に対する軸方向の衝撃荷重が検出部へ直接加わりにくいようにしたトルクセンサ３０の配置形式を非接触ということにする。
【００４９】
このように、トルクセンサ３０の検出部であるコイル３０ａ及び３０ｂを入力軸２５のトルクリング５３と非接触にすることで、ハンドル５を介して入力軸２５へ加わる船舶特有の大きな衝撃荷重がトルクセンサ３０の検出部へ直接加わることを回避でき、衝撃荷重によりトルクセンサ３０の検出誤差を可及的に小さくして、精密なアシスト量を決定できる。
なお、トルクセンサ３０は必ずしもこの例のようなものでなくてもよく、要は、トルクセンサ３０の検出部と入力軸２５及び出力軸３３側とが非接触になっていれば足り、公知の磁気式センサや光学式センサ等が適宜利用できる。
【００５０】
トルクセンサ３０は検出部以外の一部だけがベアリング６４を介して入力軸２５の外周に支持されている。
そのうえ、入力軸２５を支持する電動アシスト装置２６の上へトルクセンサ３０を固定することで、トルクセンサ３０と入力軸２５間の位置関係を一定にできる。
しかも、入力軸２５と出力軸３３が同軸上に位置し、それぞれベアリング６４、６８を介してギヤケース６７へ支持されるとともに、トルクセンサ３０のベアリング６４を入力軸２５のベアリング６８の上方に位置させたので、トルクセンサ３０を入力軸２５の最も振れの少ない部位に配置することができる。
また、筒状のロアホルダ３６の内部へトルクセンサ３０を配置したので、ロアホルダ３６によってトルクセンサ３０をガードできる。
【００５１】
図９に示すように、ウォームギヤ６６は電動アシスト装置２６のアシスト中心軸線Ｃ１と直交するモータ軸線Ｃ３と同軸のウォーム軸７０上に形成されている。ウォーム軸７０は電動モータ３２の出力軸７１と同軸であり、ギヤケース６７に対してウォームギヤ６６を挟む両端部をベアリング７３，７４で軸受けされている。
【００５２】
電動モータ３２はモータケース７５がギヤケース６７に形成された取付部６７ａへボルト７６により着脱自在に取付けられている。
なお、ギヤケース６７には、ボス３６ｂ及びボス６２がそれぞれ略１２０°間隔で設けられている。
【００５３】
次に、ヘルムポンプ２７について図１０に基づいて詳細に説明する。図１０は図７における吐出口４７Ｒ，吐出口４７Ｌの各近傍を通り、かつポンプ中心軸線Ｃ２と平行な面で切った断面に相当する。
ヘルムポンプ２７のポンプケース８０の中心を上下方向に配置されるポンプ軸４６は、底部８０ａを貫通して下方へ突出するとともに、ポンプケース８０内では外周部にロータ８１が一体回転可能に一体化されている。ロータ８１の下方にはアキシャルピストン８２が下方へ突出するように付勢され、斜板８３の上に設けられたベアリングであるシュー８４の表面へ摺接している。また、シュー８４は、斜板８３に沿って傾斜している。
【００５４】
アキシャルピストン８２はポンプ軸４６の回りに等間隔で複数個が同心円状に配置され、先端（下端）が斜板８３へ摺接しながらポンプ軸４６によってロータ８１と一体に回転すると、アキシャルピストン８２が斜板８３により上方へ押し込まれた最も高い位置Ａと、アキシャルピストン８２が下方へ突出した最も低い位置Ｂの間で連続的に変化し、最も低い位置Ｂで作動油を吸入し、最も高い位置Ａで作動油を圧縮して加圧油を油路８５Ｒ又は油路８５Ｌへ押し出す。油路８５Ｒは吐出口４７Ｒへ接続され、油路８５Ｌは吐出口４７Ｌへ接続される。
【００５５】
油路８５Ｒ及び８５Ｌには戻りを阻止するチェックバルブ（図示省略）が設けられ、ロータ８１がハンドル操作により右回転又は左回転すると、回転方向の油路８５Ｒ又は８５Ｌのチェックバルブがアキシャルピストンにより加圧された加圧油で開いて、接続する吐出口４７Ｒ又は４７Ｌから吐出される。同時にこの加圧油の一部で他方の油路８５Ｌ又は８５Ｒのチェックバルブを開いて、戻り油を吸入可能になる。仮に吐出口４７Ｒから加圧油が吐出されると、他方の吐出口４７Ｌは実質的に吸入口となり、シリンダ８から押し出される戻り油を吸入し、油路８５Ｌからポンプ内へ戻す。
【００５６】
なお、このようなヘルムポンプ２７は手動入力用の油圧ポンプ装置として公知であるが、必ずしもこのような形式とする必要はなく、公知の種々な形式を採用できる。
【００５７】
次に、共通ベース２８について詳細を説明する。図１１は共通ベース２８の平面図であり、金属製の略楕円形状をなし、長軸方向にヘルムポンプ２７の軸穴９０と出力軸３３の軸穴９１が形成されている。
【００５８】
軸穴９０の回りには同心円状に通し穴９２が形成され、この上にポンプケース８０の底部８０ａを置き、共通ベース２８の下面からボルト９３（図７）を通して締結することにより、ヘルムポンプ２７が共通ベース２８上に固定される。
なお、このとき通し穴９２を円弧状又は放射状の長穴にすれば、取付位置の異なる種々のヘルムポンプ２７を単一の共通ベース２８へ取付けできる。
【００５９】
軸穴９１の周囲にはボス９４が同一円周上に等間隔で形成され、この上にギヤケース６７を重ね、ボス９４の通し穴９５へボルト９６を下方から貫通させ、先端側を予めギヤケース６７の底部に設けられているナット部へ締結することで電動アシスト装置２６を共通ベース２８へ取付けできる。
このとき、共通ベース２８上に予め多数のボス９４を円周方向の間隔や径方向距離を異にして設けておけば、取付位置の異なる各種の電動アシスト装置２６を単一の共通ベース２８へ取付けできる。
【００６０】
このように、電動アシスト装置２６とヘルムポンプ２７を共通ベース２８へ着脱自在に取付けることにより、一体化して操舵油圧発生ユニット６になるので、図２に示すように電動アシスト装置２６をアッパーホルダ３５及びロアホルダ３６を介してインパネ３に支持することにより、操舵油圧発生ユニット６全体をインパネ３へ簡単に支持できる。
また、共通ベース２８は上方を電動アシスト装置２６とヘルムポンプ２７の支持空間とし、下方を伝動機構３４の配置空間とすることにより、上下の空間を機能別に仕切ることができ、下方の空間に伝動機構３４を効率よく収容できる。
【００６１】
なお、本願は種々に応用や変形が可能であり、例えば、伝動機構は、チェーン駆動もしくはベルト駆動にもできる。この場合は出力軸３３とポンプ軸４６にそれぞれスプロケット又はプーリーを設け、これらにチェーン又はベルトを巻き掛ける。このようにすると安価で信頼性のある伝動機構が得られるとともに、チェーンやベルトはその長さを比較的容易に変更できるので、出力軸３３とポンプ軸４６の軸間距離を変更することが容易になり、電動アシスト装置２６及びヘルムポンプ２７のレイアウトにおける自由度が高くなる。
また、変速比を種々に設定することも容易になる。
そのうえ、チェーンやベルトの長さを調整するため、任意数のアイドラーを設けることは自由にできる。
【００６２】
ギヤ機構の場合は、アイドルギヤを介在させれば、上記軸間距離の変更に対応できる。
また、中間ギヤを設けた多段のギヤ列にすれば、変速比（増速比）を大きくしてしかも装置全体をコンパクト化できる。
さらに、ギヤ機構に遊星歯車機構を採用すれば、遊星歯車機構の入力側に電動アシスト装置２６の出力軸３３を接続し、遊星歯車機構の出力側にヘルムポンプ２７のポンプ軸４６を接続することで、操舵力を変速してヘルムポンプ２７へ伝達できるとともに電動アシスト装置２６及びヘルムポンプ２７を直列にしてユニット化することができる。
【００６３】
また、遊星歯車機構に限らず、通常のギヤ列機構においても変速比を可変とする変速機構を備えることができる。例えば、常時噛み合い式のギヤ列を設け、ドッグクラッチで接続を切り換える公知のものが利用できる。
さらに、チェーン駆動やベルト駆動においても変速比を可変とする変速機構を採用できる。チェーン駆動の場合は、大小にサイズの異なるスプロケットを多段に設け、スプロケットを選択してチェーンを巻き掛けるようにする。
ベルト駆動の場合は、公知のＶプーリーを設け、Ｖ溝の幅を変化させることにより無断変速が可能になる。
このように変速機構を設けると、変速比（増速比）を自由に変更して、操舵力の伝達比率を広範囲に変化させることができ、好みのレスポンス性が得られるように調整でき、快適な走行を実現できる。
【符号の説明】
【００６４】
１：船室、２：船底、３：インパネ、４：チルト機構、５：ハンドル、６：操舵油圧発生ユニット、８：操舵シリンダ、１０：ピストン、１５：船外機、２１：ハンドル軸、２２：ジョイント軸、２３：ボールジョイント、２４：ジョイント、２５：入力軸、２６：電動アシスト装置、２７：ヘルムポンプ、２８：共通ベース、３０：トルクセンサ、３２：電動モータ、３３：出力軸、３４：伝動機構、３５：アッパーホルダ、３６：ロアホルダ、４６：ポンプ軸、４８：伝動カバー、６０：トーションバー、６７：ギヤケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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